KR20000058133A - Electron-emitting device, electron source and image-forming apparatus, and manufacturing methods thereof - Google Patents

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쯔까모또다께오
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누까노부고끼
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미다라이 후지오
캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

PURPOSE: An electron emission device, electron source and image forming device and method for fabricating the same is provided to give a long period reliable and good characteristic of electron emitter. CONSTITUTION: An electron emission device, electron source and image forming device and method for fabricating the same comprising a conductive member having 2nd gap(17) is arranged on a substrate(11); at least the 2nd gap is irradiated with the electron beam from the electron emission device arranged and spaced from the conductive member in a carbon compound contained atmosphere; a power voltage applied on the conductive member in a carbon compound contained atmosphere

Description

전자 방출 소자, 전자원 및 화상 형성 장치, 및 그 제조 방법{ELECTRON-EMITTING DEVICE, ELECTRON SOURCE AND IMAGE-FORMING APPARATUS, AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}ELECTRON-EMITTING DEVICE, ELECTRON SOURCE AND IMAGE-FORMING APPARATUS, AND MANUFACTURING METHODS THEREOF

본 발명은 전자 방출 소자, 복수개의 전자 방출 소자를 이용하는 전자원, 디스플레이 장치와 같은 화상 형성 장치, 전자 방출 소자 및 전자원을 이용하는 노출 장치 등과, 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electron emitting device, an electron source using a plurality of electron emitting devices, an image forming apparatus such as a display device, an electron emitting device and an exposure device using an electron source, and the like, and a manufacturing method thereof.

종래에 알려져 있는 전자 방출 소자들은 크게 열음극형과 냉음극형의 두 종류의 전자 방출 소자들이다. 냉음극은 다시 전계 방출형(이하, "FE형"이라 함), 금속/절연층/금속형(이하, MIM형이라 함) 및 표면 도전형으로 분류된다. FE형 전자 방출 소자로는 Advance in Electron Physics, 8, 89 (1956)에 발표된 W. P. Dyke 및 W. W. Dolan의 "Field emission"과, J. Appl. Phys., 47, 5248 (1976)에 발표된 C. A. Spindt의 "PHYSICAL Properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones"에 개시된 전자 방출 소자 등이 알려져 있다.The electron emitting devices known in the art are largely two types of electron emitting devices, a hot cathode type and a cold cathode type. Cold cathodes are further classified into field emission type (hereinafter referred to as "FE type"), metal / insulating layer / metal type (hereinafter referred to as MIM type) and surface conduction type. FE type electron emission devices include "Field emission" by W. P. Dyke and W. W. Dolan, published in Advance in Electron Physics, 8, 89 (1956), and J. Appl. Electron emission devices disclosed in C. A. Spindt, "PHYSICAL Properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones," published in Phys., 47, 5248 (1976).

MIM형 전자 방출 소자로는 J. Appl. Phys., 32, 646 (1961)에 발표된 C. A. Mead의 "Operation of Tunnel-Emission Devices"에 개시된 전자 방출 소자 등이 알려져 있다.As the MIM type electron emission device, J. Appl. Electron emission devices disclosed in C. A. Mead, "Operation of Tunnel-Emission Devices" published in Phys., 32, 646 (1961).

표면 도전형 전자 방출 소자로는 Recio. Eng. Electron Phys., 10, 1290 (1965)에 발표된 M. I. Elinson의 논문에 개시된 전자 방출 소자 등이 알려져 있다.Surface-conductive electron-emitting devices include Recio. Eng. Electron emitting devices disclosed in M. I. Elinson's paper published in Electron Phys., 10, 1290 (1965) and the like are known.

표면 도전형 전자 방출 소자는 기판 상에 형성된 얇고 작은 면적의 막에 그 막의 표면과 평행하게 전류를 공급함으로써 전자들이 방출되는 현상을 이용한다. 표면 도전형 전자 방출 소자로 보고된 것으로는 상기 Elinson 등의 논문에 개시된 SnO2 박막을 이용하는 소자와, Au 박막을 이용하는 소자[G. Dittmer: "Thin Solid Film," 9, 317 (1972)]와, In2O3/SnO2 박막을 이용하는 소자[M. Hartwell과 C.G. Fonstad: "IEEE Trans. Ed Conf." 519 (1975)]와, 탄소 박막을 이용하는 소자[Hisashi Araki 등: shinku(Vacuum), Vol. 26, No. 1, p.22 (1983)] 등이 있다.Surface conduction electron-emitting devices make use of a phenomenon in which electrons are emitted by supplying current to a thin and small area film formed on a substrate in parallel with the surface of the film. Reported as a surface conduction electron-emitting device is a device using the SnO2 thin film disclosed in the paper described in Elinson et al., And a device using the Au thin film [G. Dittmer: "Thin Solid Film," 9, 317 (1972), and devices using In2O3 / SnO2 thin films [M. Hartwell and C.G. Fonstad: "IEEE Trans. Ed Conf." 519 (1975), and devices using carbon thin films [Hisashi Araki et al .: shinku (Vacuum), Vol. 26, No. 1, p. 22 (1983).

도 11은 표면 도전형 전자 방출 소자의 대표적인 예로서 상기 M. Hartwell의 논문에 개시된 소자의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 11에서, 참조부호 111은 기판을 나타낸다. 참조부호 114는 H 형상의 패턴으로서 스퍼터링에 의해 형성된 금속 산화물 박막으로 이루어진 전도성 막을 나타내고 전류 공급 처리에 의해 전자 방출 영역(115)이 형성된다. 도 11에서, 소자 전극들 사이에 0.5 내지 1 ㎜의 간격 L이 확보되고 W'가 0.1 ㎜로 설정된다.FIG. 11 schematically shows the configuration of a device disclosed in the paper of M. Hartwell as a representative example of a surface conduction electron emitting device. In Fig. 11, reference numeral 111 denotes a substrate. Reference numeral 114 denotes a conductive film made of a metal oxide thin film formed by sputtering as a H-shaped pattern, and an electron emission region 115 is formed by a current supply process. In Fig. 11, an interval L of 0.5 to 1 mm is secured between the element electrodes and W 'is set to 0.1 mm.

종래에는 전자를 방출하기 전에 전도성 막(114)에 대해 "포밍"이라고 하는 통전 처리를 행함으로써 표면 도전형 전자 방출 소자 상에 전자 방출 영역(115)을 형성하는 것이 일반적이다. 구체적으로 말하자면, 전도성 막(114)의 양단에 DC 전압 또는 펄스 전압을 인가하여 전도성 막(114)을 국부적으로 파괴, 변형 또는 퇴화시킴으로써, 고저항의 전기적 상태인 전자 방출 영역(115)을 형성한다. 이 단계에서, 전도성 막(114)은 부분적으로 갈라지고 갭을 형성한다.Conventionally, it is common to form the electron emission region 115 on the surface conduction electron emission element by conducting an energization process called " forming " to the conductive film 114 before emitting electrons. Specifically, the conductive film 114 is locally destroyed, deformed, or degraded by applying a DC voltage or a pulse voltage across the conductive film 114 to form an electron emission region 115 having an electrical state of high resistance. . In this step, the conductive film 114 partially cracks and forms a gap.

상기와 같이 갭이 형성된 표면 도전형 전자 방출 소자는 전도성 막(114)에 전압을 인가함으로써 소자에 전류가 공급될 때 전자 방출 영역(115)(갭의 부근들)으로부터 전자를 방출한다.As described above, the gap-formed surface conduction electron emission device emits electrons from the electron emission region 115 (near the gaps) when a current is supplied to the device by applying a voltage to the conductive film 114.

전자원 기판 상에 상기한 것과 같은 복수개의 전자 방출 소자를 형성하고 그것을 형광 물질로 이루어진 화상 형성 부재 등과 결합함으로써 화상 형성 장치를 구성하는 것이 가능하다.It is possible to construct an image forming apparatus by forming a plurality of electron emitting elements as described above on the electron source substrate and combining them with an image forming member made of a fluorescent material or the like.

그러나, 상기 M. Hartwell의 논문에 개시된 전자 방출 소자는 안정된 전자 방출 특성과 전자 방출 효율 면에서 항상 만족스럽지 않으며, 따라서 높은 휘도와 우수한 동작 안정성을 갖는 화상 형성 장치를 제공하는 것은 매우 어렵다.However, the electron emitting device disclosed in the paper of M. Hartwell is not always satisfactory in terms of stable electron emission characteristics and electron emission efficiency, and therefore it is very difficult to provide an image forming apparatus having high brightness and excellent operational stability.

따라서, 일본특개평 08-264112, 08-162015, 09-027268, 09-027272, 10-003848, 10-003847, 10-003853, 10-003854에 개시된 바와 같이 활성화 처리라고 하는 처리가 수행될 수 있다. 활성화 처리 공정은 소자 전류 If 및 방출 전류 Ie를 현저히 변화시키는 공정이다.Therefore, a process called an activation process can be performed as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 08-264112, 08-162015, 09-027268, 09-027272, 10-003848, 10-003847, 10-003853, and 10-003854. . The activation treatment process is a process for significantly changing the device current If and the emission current Ie.

포밍 처리와 같이, 활성화 공정은 유기물을 함유하는 분위기에서 소자에 대한 펄스 전압의 인가를 반복함으로써 수행될 수 있다. 이 처리는 탄소 및/또는 탄소 화합물로 이루어진 막을 허용하는데, 이 막은 분위기 중에 존재하는 유기물로부터 적어도 전자 방출 영역 상으로 퇴적되어 소자 전류 If 및 방출 전류 Ie를 현저히 변화시키고, 그에 따라 보다 양호한 전자 방출 특성을 얻을 수 있게 된다.Like the forming process, the activation process may be performed by repeating the application of a pulse voltage to the device in an atmosphere containing organic matter. This treatment allows a film of carbon and / or carbon compound, which is deposited from the organic material present in the atmosphere onto at least the electron emission region, which significantly changes the device current If and emission current Ie, and thus better electron emission characteristics. You will get

도 19a 내지 19d를 참조하여 전자 방출 소자의 종래의 제조 방법의 예를 설명한다.An example of the conventional manufacturing method of an electron emitting element is demonstrated with reference to FIGS. 19A-19D.

우선, 기판(1) 상에 제1 전극(2) 및 제2 전극(3)이 배치된다(도 19a).First, the 1st electrode 2 and the 2nd electrode 3 are arrange | positioned on the board | substrate 1 (FIG. 19A).

다음, 전도성 막(4)이 제1 및 제2 전극을 접속하도록 배치된다(도 19b).Next, a conductive film 4 is arranged to connect the first and second electrodes (FIG. 19B).

다음, 상기 포밍 처리가 수행된다. 구체적으로 말하자면, 전도성 막을 통해 전류를 흘림으로써 전도성 막(4)의 일부분에 제2 갭(6)이 형성된다(도 19c).Next, the forming process is performed. Specifically, a second gap 6 is formed in a portion of the conductive film 4 by flowing a current through the conductive film (FIG. 19C).

또한, 상기 활성화 처리가 수행된다. 구체적으로 말하자면, 전도성 막에 전압을 인가함으로써, 기판(1) 상의 제2 갭(6) 내와 갭(6) 부근의 전도성 막(4) 상에 탄소막(10)이 형성된다. 이 활성화 처리는 제2 갭보다 좁은 제1 갭(7)을 형성하고, 그에 따라 전자 방출 영역(5)이 형성된다(도 19d).In addition, the activation process is performed. Specifically, by applying a voltage to the conductive film, the carbon film 10 is formed on the conductive film 4 in the second gap 6 on the substrate 1 and near the gap 6. This activation process forms a first gap 7 narrower than the second gap, thereby forming an electron emission region 5 (Fig. 19D).

본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제2 갭을 갖는 전도성 부재를 배치하는 단계; 상기 전도성 부재와 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터 탄소 화합물을 포함하는 분위기 중에서 적어도 상기 제2 갭에 전자빔을 조사하는 단계; 및 탄소 화합물을 함유하는 분위기 중에서 상기 전도성 부재에 전압을 인가하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electron emission device, comprising: disposing a conductive member having a second gap on a substrate; Irradiating an electron beam to at least the second gap in an atmosphere containing a carbon compound from an electron emission means disposed away from the conductive member; And applying a voltage to the conductive member in an atmosphere containing a carbon compound.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제2 갭을 사이에 두고 제1 및 제2 전도성 부재를 배치하는 단계; 상기 전도성 부재들과 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터 탄소 화합물을 포함하는 분위기 중에서 적어도 상기 제2 갭에 전자빔을 조사하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 전도성 부재에 전압을 인가하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention comprises the steps of: disposing a first and a second conductive member on the substrate with a second gap therebetween; Irradiating an electron beam to at least the second gap in an atmosphere containing a carbon compound from an electron emitting means disposed away from the conductive members; And applying a voltage to the first and second conductive members.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제2 갭을 갖는 전도성 부재를 배치하는 단계; 및 상기 전도성 부재와 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터 탄소 화합물을 포함하는 분위기 중에서 적어도 상기 제2 갭에 전자빔을 조사하는 동안에 상기 전도성 부재에 전압을 인가하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention comprises the steps of: disposing a conductive member having a second gap on the substrate; And applying a voltage to the conductive member while irradiating an electron beam to at least the second gap in an atmosphere containing a carbon compound from an electron emitting means disposed away from the conductive member.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제2 갭을 사이에 두고 제1 및 제2 전도성 부재를 배치하는 단계; 및 상기 전도성 부재들과 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터 탄소 화합물을 포함하는 분위기 중에서 적어도 상기 제2 갭에 전자빔을 조사하는 동안에 상기 제1 및 제2 전도성 부재에 전압을 인가하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention comprises the steps of: disposing a first and a second conductive member on the substrate with a second gap therebetween; And applying a voltage to the first and second conductive members while irradiating the electron beam to at least the second gap in an atmosphere containing a carbon compound from the electron emitting means disposed away from the conductive members.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제2 갭을 갖는 전도성 부재를 배치하는 단계; 및 상기 전도성 부재에 전압이 인가되는 기간 동안에 상기 전도성 부재와 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터 탄소 화합물을 포함하는 분위기 중에서 적어도 상기 제2 갭에 전자빔을 조사하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention comprises the steps of: disposing a conductive member having a second gap on the substrate; And irradiating an electron beam to at least the second gap in an atmosphere containing a carbon compound from an electron emission means disposed away from the conductive member during a period where a voltage is applied to the conductive member.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제2 갭을 사이에 두고 제1 및 제2 전도성 부재를 배치하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 전도성 부재에 전압이 인가되는 기간 동안에 상기 전도성 부재들과 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터 탄소 화합물을 포함하는 분위기 중에서 적어도 상기 제2 갭에 전자빔을 조사하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention comprises the steps of: disposing a first and a second conductive member on the substrate with a second gap therebetween; And irradiating an electron beam to at least the second gap in an atmosphere containing a carbon compound from an electron emission means disposed away from the conductive members during a period in which voltage is applied to the first and second conductive members.

또한, 상술한 본 발명에 따른 제조 방법은 복수개의 전자 방출 소자를 갖는 전자원의 제조 방법에 바람직하게 적용될 수 있다.In addition, the manufacturing method according to the present invention described above can be preferably applied to the manufacturing method of the electron source having a plurality of electron emitting devices.

게다가, 상술한 본 발명에 따른 제조 방법은 전자원 및 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치의 제조 방법에 바람직하게 적용될 수 있다.In addition, the manufacturing method according to the present invention described above can be preferably applied to the manufacturing method of the image forming apparatus having the electron source and the image forming member.

본 발명에 따른 전자 방출 소자는 0.001 Ωm 이하의 고유 저항을 갖는 탄소막을 갖는 전자 방출 소자인 것을 특징으로 한다.The electron-emitting device according to the present invention is characterized in that it is an electron-emitting device having a carbon film having a resistivity of 0.001 Ωm or less.

또한, 상술한 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 복수개의 전자 방출 소자를 갖는 전자원에 바람직하게 적용될 수 있다.In addition, the electron emitting device according to the present invention described above can be preferably applied to an electron source having a plurality of electron emitting devices.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 전자원 및 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치에 바람직하게 적용될 수 있다.Further, the electron emitting device according to the present invention can be preferably applied to an image forming apparatus having an electron source and an image forming member.

도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 바람직한 실시예의 구성을 도시하는 개략도.1A and 1B are schematic diagrams showing the configuration of a preferred embodiment of an electron emitting device according to the present invention.

도 2a, 2b, 2c 및 2d는 도 1a 및 1b에 도시된 전자 방출 소자의 제조 단계들을 도시하는 개략도.2A, 2B, 2C, and 2D are schematic diagrams showing steps of manufacturing the electron emitting device shown in FIGS. 1A and 1B.

도 3은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 전자 방출 영역을 형성하는 데 이용되는 전압 파형을 도시하는 도면.3 shows a voltage waveform used to form an electron emission region of an electron emission element according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법의 활성화 단계에서 이용되는 전자 조사 수단을 도시하는 개략도.Fig. 4 is a schematic diagram showing electron irradiation means used in the activation step of the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 전자 방출 특성을 평가하는 데 이용되는 평가 장치를 도시하는 개략도.5 is a schematic diagram showing an evaluation device used to evaluate electron emission characteristics of an electron emission device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 전자 방출 소자에 있어서 방출 전류 Ie, 소자 전류 If, 소자 전압 Vf 간의 관계를 도시하는 도면.Fig. 6 is a diagram showing a relationship between emission current Ie, element current If, and element voltage Vf in the electron emission element according to the present invention.

도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 전자원에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시하는 도면.7A and 7B show a configuration of a preferred embodiment of the electron source according to the present invention.

도 8a 및 8b는 도 7a 및 7b에 도시된 전자원의 활성화 단계를 위한 전압 파형을 도시하는 도면.8A and 8B show voltage waveforms for the activation step of the electron source shown in FIGS. 7A and 7B.

도 9a 및 9b는 도 7a 및 7b에 도시된 전자원의 활성화 단계에서의 전자빔의 궤적을 도시하는 개략도.9A and 9B are schematic diagrams showing the trajectory of the electron beam in the activation step of the electron source shown in Figs. 7A and 7B.

도 10a 및 10b는 본 발명에 따른 전자원의 활성화 단계에서 이용되는 전압 파형의 다른 예를 도시하는 도면.10A and 10B show another example of the voltage waveform used in the activation step of the electron source according to the present invention.

도 11은 종래의 전자 방출 소자를 도시하는 개략도.11 is a schematic diagram showing a conventional electron emitting device.

도 12는 본 발명에 따른 전자원의 실시예로서 바람직한 단순 매트릭스 구조를 갖는 전자원을 도시하는 개략 구성도.Fig. 12 is a schematic block diagram showing an electron source having a simple matrix structure as an embodiment of the electron source according to the present invention.

도 13은 단순 매트릭스 구조를 갖는 전자원을 이용하는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 실시예에서 이용되는 디스플레이 패널을 도시하는 개략 구성도.Fig. 13 is a schematic block diagram showing a display panel used in an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention using an electron source having a simple matrix structure.

도 14a 및 14b는 도 13에 도시된 디스플레이 패널 상의 형광막을 도시하는 도면.14A and 14B show a fluorescent film on the display panel shown in FIG.

도 15는 도 13에 도시된 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 예시하는 도면.FIG. 15 illustrates a driving circuit for driving the display panel shown in FIG. 13. FIG.

도 16은 본 발명에 따른 전자원의 실시예로서 바람직한 사다리 구조를 갖는 전자원을 도시하는 개략도.Fig. 16 is a schematic diagram showing an electron source having a ladder structure preferred as an embodiment of the electron source according to the present invention.

도 17은 사다리 구조를 갖는 전자원을 이용하는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 실시예에 이용되는 디스플레이 패널을 도시하는 개략도.Fig. 17 is a schematic diagram showing a display panel used in an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention using an electron source having a ladder structure.

도 18은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 예를 도시하는 블록도.18 is a block diagram showing an example of an image forming apparatus according to the present invention.

도 19a, 19b, 19c 및 19d는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법의 예를 도시하는 개략도.19A, 19B, 19C, and 19D are schematic views showing examples of the method of manufacturing the electron emitting device according to the present invention.

도 20은 본 발명에 의해 해결되는 문제를 도시하는 개략도.20 is a schematic diagram showing a problem solved by the present invention.

도 21a 및 21b는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 예를 도시하는 개략도.21A and 21B are schematic diagrams showing examples of electron emitting devices according to the present invention.

도 22a 및 22b는 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법의 예를 도시하는 개략도.22A and 22B are schematic views showing an example of a method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention.

도 23은 본 발명에 따른 전자 방출 소자의 제조 방법의 예를 도시하는 개략도.Fig. 23 is a schematic diagram showing an example of a method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention.

도 24a, 24b 및 24c는 본 발명에 따른 제조 방법의 예를 도시하는 개략도.24A, 24B and 24C are schematic views showing examples of the manufacturing method according to the present invention.

도 25d 및 25e는 본 발명에 따른 제조 방법의 예를 도시하는 개략도.25D and 25E are schematic views showing examples of the manufacturing method according to the present invention.

도 26d, 26e 및 25f는 본 발명에 따른 제조 방법의 예를 도시하는 개략도.26D, 26E and 25F are schematic views showing examples of the manufacturing method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11: 기판11: substrate

12, 13: 소자 전극12, 13: device electrode

14: 도전막14: conductive film

15: 탄소막(도전막)15: carbon film (conductive film)

16: 제2 갭16: second gap

17: 제1 갭17: first gap

전자 방출 소자를 이용하는 화상 형성 장치가 밝은 화상을 안정되게 디스플레이하기 위해서는, 높은 전자 방출 효율로 보다 안정되게 보다 장시간동안 전자 방출 특성을 유지하는 것이 요망된다.In order for an image forming apparatus using an electron emitting element to stably display a bright image, it is desired to maintain electron emission characteristics for a longer time more stably with high electron emission efficiency.

여기서 전자 방출 효율이란 서로 대향하는 전자 방출 소자의 한 쌍의 소자 전극 양단에 전압이 인가될 때 소자 전극들 사이에 공급되는 전류(이하 소자 전류 If라 함)에 대하여 진공으로 방출되는 전류(이하 방출 전류 Ie라 함)의 비를 의미한다.Herein, the electron emission efficiency refers to a current emitted in a vacuum with respect to a current supplied between device electrodes (hereinafter referred to as device current If) when a voltage is applied across a pair of device electrodes of an electron emission device facing each other. Current Ie).

높은 전자 방출 효율이 장시간동안 안정되게 제어될 수 있을 때, 화상 형성 부재로서 예를 들면 형광 물질을 이용하고 낮은 전력으로 밝은 고품질 화상을 형성하는 플랫 디스플레이와 같은 화상 형성 장치를 얻는 것이 가능하다.When high electron emission efficiency can be stably controlled for a long time, it is possible to obtain an image forming apparatus such as a flat display which uses, for example, a fluorescent material as an image forming member and forms a bright high quality image at low power.

그러한 응용을 위하여, 방출 전류 Ie가 실용 전압 레벨(예를 들면, 10V 내지 20V)에서 충분해야 하고, 소자 전류 If는 구동 중에 현저히 변화되지 않아야 하고, 방출 전류 Ie와 소자 전류 If는 장시간동안 저하되지 않아야 한다.For such applications, the emission current Ie should be sufficient at the utility voltage level (e.g. 10V to 20V), the device current If should not change significantly during operation, and the emission current Ie and device current If will not degrade for a long time. Should not.

그러나, 상술한 바와 같이, 표면 도전형 전자 방출 소자의 종래의 제조 방법은 하기와 같은 문제가 있다.However, as mentioned above, the conventional manufacturing method of a surface conduction electron emission element has the following problems.

전자 방출 효율과 같은 소자의 특성 및 소자의 수명은 활성화 단계에서 퇴적되는 탄소 및/또는 탄소 화합물로 이루어지는 탄소막(10)(도 19d 참조)의 구조 및 안정성에 의해 좌우된다.The characteristics of the device, such as the electron emission efficiency, and the lifetime of the device depend on the structure and stability of the carbon film 10 (see Fig. 19D) composed of carbon and / or carbon compounds deposited in the activation step.

또한, 상기 포밍 단계에서 형성되는 제2 갭(6)의 형상은 도 20에 개략적으로 도시된 바와 같이 그 폭이 균일한 형상을 가질 수 있다. 도 20은 포밍 단계(도 19c)를 거친 소자의 개략 평면도이다. 또한, 포밍 단계에서 형성되는 제2 갭(6)은 전극들(2, 3) 사이에서 현저히 굽이치는 모양일 수 있다. 포밍 단계에서 형성되는 제2 갭(6)이 상기와 같이 균일한 형상을 갖는 경우, 소자 전극들(2, 3) 양단에 전압을 인가함으로써 상기 갭(6) 내에 균일한 전계가 형성된다.In addition, the shape of the second gap 6 formed in the forming step may have a shape having a uniform width as shown in FIG. 20. 20 is a schematic plan view of the device that has undergone the forming step (FIG. 19C). In addition, the second gap 6 formed in the forming step may be shaped to bend significantly between the electrodes 2 and 3. When the second gap 6 formed in the forming step has a uniform shape as described above, a uniform electric field is formed in the gap 6 by applying a voltage across the device electrodes 2 and 3.

제2 갭(6)이 균일한 형상을 갖는 경우에도, 기판(1) 상의 갭(6) 내와 갭(6)의 부근의 전도성 막(4) 상에 탄소 및/또는 탄소 화합물로 이루어지는 탄소막(10)을 퇴적함으로써 활성화 단계에서 갭(6)이 피복되어 그 폭이 실질적으로 좁아질 수 있다.Even when the second gap 6 has a uniform shape, a carbon film made of carbon and / or a carbon compound in the gap 6 on the substrate 1 and on the conductive film 4 in the vicinity of the gap 6 ( By depositing 10) the gap 6 can be covered in the activation step so that the width thereof can be substantially narrowed.

그 결과, 활성화 단계에 의해, 포밍 단계에서 형성된 갭(6)의 폭의 변화가 저감될 수 있고, 방출 전류 Ie 및 소자 전류 If가 향상될 수 있다.As a result, by the activation step, the change in the width of the gap 6 formed in the forming step can be reduced, and the emission current Ie and the device current If can be improved.

그러나, 소자 전극들(2, 3)로부터 갭(6)까지의 거리의 불균일성은 상기 활성화 단계를 수행하더라도 기본적으로 저감될 수 없다.However, the nonuniformity of the distance from the device electrodes 2, 3 to the gap 6 cannot be basically reduced even if the activation step is performed.

또한, 포밍 단계에서 형성되는 갭(6)의 폭의 불균일성에 좌우되어 활성화 단계에서 형성되는 탄소막(10)의 퇴적량이 불균일할 수 있다.In addition, the deposition amount of the carbon film 10 formed in the activation step may be non-uniform depending on the nonuniformity of the width of the gap 6 formed in the forming step.

이러한 불균일성 때문에, 소자 전극들(2, 3)에 전압이 인가될 때 제1 갭(7)에 인가되는 유효 전압이 불균일하게 된다. 또한, 방출 전류 Ie는 위치에 따라서 다를 수 있고 또는 국부적으로 높은 전계가 인가되므로, 열화되기 쉬운 영역이 생긴다.Because of this nonuniformity, the effective voltage applied to the first gap 7 becomes nonuniform when a voltage is applied to the element electrodes 2, 3. In addition, the emission current Ie may vary depending on the position, or because a locally high electric field is applied, there is a region that is likely to deteriorate.

게다가, 필요한 전자 방출 효율을 제공할 수 없는 종래의 제조 방법은 소자들 사이에서 방출 전류 Ie를 변화시키며, 그 특성이 구동하는 동안 변화되거나 열화되도록 한다.In addition, conventional fabrication methods that cannot provide the required electron emission efficiency vary the emission current Ie between the elements and allow their properties to change or degrade during operation.

전자 방출 소자를 이용하여 평판 디스플레이에 적용가능한 고정밀도 화상 형성 장치를 얻기 위해, 전자 방출 소자의 전자 방출 영역, 탄소로 구성된 탄소막 및/또는 보다 바람직한 구조 및 보다 바람직한 안정성을 갖는 탄소 화합물을 형성할 필요가 있다.In order to obtain a high precision image forming apparatus applicable to a flat panel display using an electron emitting device, it is necessary to form an electron emitting region of the electron emitting device, a carbon film composed of carbon and / or a carbon compound having a more preferable structure and more preferable stability. There is.

이에 따라, 전자 방출 소자를 이용하여 평면 텔레비젼에 적용가능한 고정밀도 화상 형성 장치를 얻기 위해 탄소 및/또는 보다 바람직한 구조 및 보다 바람직한 안정성을 갖는 탄소 화합물을 전자 방출 소자상에 피착할 필요가 있다.Accordingly, it is necessary to deposit carbon and / or carbon compounds having a more preferable structure and more preferable stability onto the electron emitting device in order to obtain a high precision image forming apparatus applicable to flat televisions using the electron emitting device.

상술된 문제에 비추어, 본 발명은 장기간 양호한 전자 방출 효율을 균일하고 안정하게 나타내고, 전자 방출 소자의 제조 방법을 사용한 전자원과 화상 형성 장치의 제조 방법을 구성하고, 상기 제조 방법에 의해 양호한 전자 방출 효율을 나타낼 수 있는 전자 방출 소자 및 전자원을 제공하는 전자 방출 소자의 제조 방법을 달성하고, 전자원을 사용하고 고휘도의 균일한 디스플레이 특성면에서 우수한 화상 형성 장치를 제공한다. 상술된 문제에 비추어, 본 발명은 장기간 양호한 전자 방출 효율을 나타내며, 전자 방출 소자의 제조 방법을 사용한 전자원과 화상 형성 장치의 제조 방법을 구성하고, 양호한 균일 전자 방출 효율을 갖는 전자 방출 소자 및 전자원을 제공하는 전자 방출 소자의 제조 방법을 실현하고, 전자원을 사용하고 디스플레이 특성에 있어 우수한 고휘도 화상 형성 장치를 제공한다.In view of the above-described problems, the present invention exhibits good and long-term good electron emission efficiency uniformly and stably, and constitutes an electron source using the method of manufacturing an electron emitting element and a method of manufacturing an image forming apparatus, and by the manufacturing method, good electron emission A method of manufacturing an electron emitting device capable of exhibiting efficiency and an electron emitting device providing an electron source is achieved, and an image forming apparatus using an electron source and having excellent brightness and uniform display characteristics is provided. In view of the above-described problems, the present invention exhibits good electron emission efficiency for a long time, constitutes an electron source using the method for producing an electron emission element and a method for producing an image forming apparatus, and has an electron emission element and an electron having good uniform electron emission efficiency. A method of manufacturing an electron emitting device that provides a source is realized, and a high brightness image forming apparatus using an electron source and excellent in display characteristics is provided.

지금부터, 본 발명에 따른 제조 방법의 실시예가 도 1a 및 1b, 2a 내지 2d 및 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.From now on, an embodiment of the manufacturing method according to the invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A and 1B, 2A to 2D and 4. FIG.

도 1a 및 1b는, 본 발명이 바람직하게 적용되는 표면 도전형 전자 방출 소자의 구성을 도시한 개략도이며, 도 1a는 평면도이고 도 1b는 도 1a에서 1B-1B를 따라 절취한 단면도이다. 도 2a 내지 2d, 및 도 4는 본 발명에 따른 제조 방법의 일부를 도시한 개략도이다.1A and 1B are schematic diagrams showing the configuration of a surface conduction electron emitting device to which the present invention is preferably applied. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line 1B-1B in FIG. 1A. 2a to 2d and 4 are schematic diagrams showing a part of the manufacturing method according to the present invention.

도 1a 및 1b, 2a 내지 2d, 및 4에서, 참조 번호(11)는 기판, 참조 번호(12 및 13)는 소자 전극, 참조 번호(14)는 도전막, 참조 번호(15)는 탄소가 주성분인 탄소막(도전막), 참조 번호(16)는 제2 갭, 및 참조 번호(17)는 제1 갭을 가리킨다.1A and 1B, 2A to 2D, and 4, reference numeral 11 is a substrate, reference numerals 12 and 13 are element electrodes, reference numeral 14 is a conductive film, and reference numeral 15 is a carbon main component. The phosphorus carbon film (conductive film), reference numeral 16 denotes the second gap, and reference numeral 17 denote the first gap.

(단계 A)(Step A)

먼저, 서로 대향된 전극(12 및 13)이 형성된다. 이를 위해, 기판(11)은 세정제, 순수, 유기 용액 등을 사용하여 충분히 세정되고, 전극(12 및 13)은 진공 피착법, 스퍼터링 공정 등에 의해 전극 재료를 피착한 후 포토리소그래피 기술을 이용하여 기판(11)상에 형성된다(도 2a). 대안적으로, 전극은 오프셋 프린팅 방법과 같은 프린팅 방법에 의해 형성될 수 있다. 큰 영역을 갖도록 전극을 저렴하게 형성하기 때문에 프린팅 방법, 특히 오프셋 프린팅 방법을 사용하는 것이 바람직하다.First, electrodes 12 and 13 opposed to each other are formed. To this end, the substrate 11 is sufficiently cleaned using a detergent, pure water, an organic solution, and the like, and the electrodes 12 and 13 are deposited by depositing an electrode material by vacuum deposition, sputtering, or the like, and then using a photolithography technique. It is formed on (11) (FIG. 2A). Alternatively, the electrode can be formed by a printing method such as an offset printing method. It is preferable to use a printing method, in particular an offset printing method, because the electrode is inexpensively formed to have a large area.

본 발명에서 기판(11)으로 유용한 것은 Na와 같은 불순물의 함유량이 감소된 유리, 실리카 유리, 소다 라임 유리, 스퍼터링 공정에 의해 SiO2로 코팅된 소다 라임 유리로 구성된 유리 기판, 세라믹 기판 또는 Si 기판이다.Useful as the substrate 11 in the present invention is a glass substrate, a ceramic substrate, or a Si substrate composed of glass with reduced content of impurities such as Na, silica glass, soda lime glass, and soda lime glass coated with SiO 2 by a sputtering process. .

일반적인 도전성 재료는 전극(12 및 13)의 재료로서 유용하다. 예를 들면, 재료는 Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu 또는 그 합금과 같은 금속, Pd, Ag, Au, RuO2 및 Pd-Ag와 같은 금속 및 금속 산화물, 상술된 임의의 금속, 합금 및 금속 산화물로 구성된 프린팅 도전성 재료 및 유리등, In2O3-SnO2와 같은 투명 도전성 재료 및 폴리실리콘과 같은 도전성 재료로부터 적절하게 선택된다.General conductive materials are useful as materials for the electrodes 12 and 13. For example, the material may be a metal such as Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu or alloys thereof, metals and metal oxides such as Pd, Ag, Au, RuO 2 and Pd-Ag, as described above. Printing conductive materials composed of any metal, alloy and metal oxide and glass, transparent conductive materials such as In 2 O 3 -SnO 2, and conductive materials such as polysilicon.

소자 전극 사이의 공간 L, 소자 전극의 길이 W, 도전막(14)등의 형태는 응용 모드 등을 고려하여 설계된다. 소자 전극 사이의 공간 L은 바람직하게 수백 ㎚ 내지 수백 ㎛의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 소자 전극 양단에 인가될 전압등을 고려하여 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 범위 내이다.The space L between the element electrodes, the length W of the element electrode, the conductive film 14 and the like are designed in consideration of the application mode and the like. The space L between the device electrodes is preferably in the range of several hundreds of nm to several hundreds of micrometers, and more preferably in the range of several micrometers to several tens of micrometers in consideration of voltages to be applied across the device electrodes.

전극의 저항값과 전자 방출 효율을 고려하여, 소자 전극의 길이 W는 바람직하게 수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 범위내이고 소자 전극(12 및 13)의 막 두께 d는 바람직하게 수십 ㎚ 내지 수 ㎛의 범위내이다.In consideration of the resistance value of the electrode and the electron emission efficiency, the length W of the device electrode is preferably in the range of several μm to several hundred μm and the film thickness d of the device electrodes 12 and 13 is preferably in the range of several tens of nm to several μm. Mine

전자 방출 소자는 도 1a 및 1b에 도시된 구성을 갖지만, 도전막(14) 및 서로 대향되어 있는 소자 전극(12 및 13)이 기판(11)상에 순서대로 적층되는 구성도 갖는다.Although the electron emission element has the structure shown in FIG. 1A and 1B, the electrically conductive film 14 and the element electrode 12 and 13 which oppose each other are also laminated | stacked on the board | substrate 11 in order.

(단계 B)(Step B)

그 다음, 도전막(14)이 형성된다. 유기 금속성 용액을 인가함으로써, 예를 들면, 유기 금속막은, 전극(12 및 13)이 배치되어 있는 기판(11)상에 형성된다. 유기 금속 용액은 상술된 도전막(14)의 재료로서 선택된 금속을 주성분으로 한 유기금속성 화합물의 용액이다. 유기금속막은 베이크되고 리프트오프 또는 에칭에 의해 패터닝되어 도전막(14)을 형성한다(도 2b). 유기 금속막이 상기 설명에서 유기금속 용액을 인가함으로써 형성되지만, 이 인가 방법은 한정되지 않고 진공 피착 방법, 스퍼터링 공정, 화학적 기상 피착법, 분산 코팅 방법, 딥핑 방법, 스피너 방법, 잉크젯 방법 등은 도전막(14)을 형성하는데 사용될 수 있다.Then, the conductive film 14 is formed. By applying the organometallic solution, for example, the organometallic film is formed on the substrate 11 on which the electrodes 12 and 13 are arranged. The organometallic solution is a solution of an organometallic compound composed mainly of a metal selected as the material of the conductive film 14 described above. The organometallic film is baked and patterned by liftoff or etching to form the conductive film 14 (FIG. 2B). Although the organometallic film is formed by applying the organometallic solution in the above description, this application method is not limited, and the vacuum deposition method, sputtering process, chemical vapor deposition method, dispersion coating method, dipping method, spinner method, inkjet method and the like are conductive films. 14 can be used to form.

잉크젯 방법은, 10 ng 내지 수십 ng의 미소한 액체 방울을 기판에 높은 반복가능성으로 첨가하여 포토리소그래피 또는 진공 공정에 의한 도전막의 패터닝을 불필요하게 한다. 잉크젯 방법에 의해 도전막을 형성하기 위해, 에너지 발생 소자로서 전열 에너지 변환 소자를 이용한 버블젯형 장치 또는 피에조 소자를 이용한 피에조-젯형 장치를 사용할 수 있다. 상술된 액정 방울에 대한 하소(베이킹) 수단으로서 사용되는 것은 전자파 방사 수단, 가열 공기 취입 수단 또는 전반적으로 기판을 가열시키는 수단이다. 전자파 방사 수단으로서 사용가능한 것은, 예를 들면 적외선 램프, 아르곤 이온 레이저 또는 반도체 레이저 등이다.The inkjet method adds 10 ng to several tens of ng of liquid droplets to the substrate with high repeatability, thereby making the patterning of the conductive film by photolithography or vacuum process unnecessary. In order to form a conductive film by the inkjet method, a bubble jet type device using an electrothermal energy conversion element or a piezo-jet type device using a piezo element can be used as the energy generating element. Used as the calcination (baking) means for the above-mentioned liquid crystal droplets are electromagnetic wave radiating means, heating air blowing means, or means for heating the substrate as a whole. Usable as an electromagnetic wave radiation means are an infrared lamp, an argon ion laser, a semiconductor laser, etc., for example.

도전막(14)용 재료는 Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W 및 Pd와 같은 금속, PdO, SnO2, In2O3, PbO 및 Sb2O3와 같은 산화물, HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4 및 GdB4와 같은 붕화물, TiC, ZrC, HfC, Ta, C, SiC 및 WC와 같은 탄화물, TiN, ZrN 및 HfN와 같은 질화물, 및 Si 또는 Ge와 같은 반도체중에서 선택될 수 있다.Materials for the conductive film 14 include metals such as Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W and Pd, PdO, SnO2, In2O3, PbO, and Sb2O3 Oxides, such as HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4 and GdB4, carbides such as TiC, ZrC, HfC, Ta, C, SiC and WC, nitrides such as TiN, ZrN and HfN, and Si or Ge It can be selected from semiconductors such as.

도전막(14)의 막 두께는 소자 전극(12 및 13)에 대한 스텝 커버리지, 소자 전극(12 및 13) 사이의 저항값 등을 고려하여 적절하게 설정되고, 그 두께는 바람직하게 수 Å 내지 수백 ㎚의 범위내 또는 보다 바람직하게는 1㎚ 내지 50㎚의 범위내이다. 도전막의 저항값 Rs는 바람직하게 1 X 102 내지 1 X 107 Ω/□의 범위내이다. 도전막의 저항값 Rs는 바람직하게 1 X 102 내지 1 X 107 Ω/□의 범위내이다. Rs를 계산하기 위해, 세로 방향에서 측정된 폭 w 및 길이 l을 갖는 박막의 저항 R은 R=Rs(1/w)로 취해진다.The film thickness of the conductive film 14 is appropriately set in consideration of the step coverage of the device electrodes 12 and 13, the resistance value between the device electrodes 12 and 13, and the like, and the thickness thereof is preferably severals to hundreds. It is in the range of nm, or more preferably in the range of 1 nm-50 nm. The resistance value Rs of the conductive film is preferably in the range of 1 × 10 2 to 1 × 10 7 Pa / □. The resistance value Rs of the conductive film is preferably in the range of 1 × 10 2 to 1 × 10 7 Pa / □. In order to calculate Rs, the resistance R of the thin film having the width w and the length l measured in the longitudinal direction is taken as R = Rs (1 / w).

(단계 C)(Step C)

그 다음, 포밍 단계는 도전막(도전성 부재)(14)에서 제2 갭(16)을 형성하도록 수행된다. 구체적으로, 전극쌍(12 및 13)에 인가되어 도전막(14)을 통해 전류가 흘러, 도전막(14)의 일부에서의 파괴, 변형 또는 열화와 같은 국부적인 구조 변화를 갖는 갭(16)을 형성한다(도 2c). 도전막(14)이 도 2c에서 완벽하게 좌우 단면으로 분리되지만, 이 단면은 서로 부분적으로 접속될 수 있다. 따라서, 갭(16)이 상술된 포밍 단계에서 형성된 도전막(14)은 갭(16)이 개재되어 서로 대향되어 있는 한쌍의 도전막(도전성 부재) 또는 갭(16)을 갖는 도전막(도전성 부재)(14)일 수 있다.The forming step is then performed to form the second gap 16 in the conductive film (conductive member) 14. Specifically, a gap 16 applied to the electrode pairs 12 and 13 to flow a current through the conductive film 14 to have local structural changes such as breakage, deformation or deterioration in a portion of the conductive film 14. To form (FIG. 2C). Although the conductive film 14 is completely separated into left and right cross sections in Fig. 2C, these cross sections may be partially connected to each other. Therefore, the conductive film 14 in which the gap 16 was formed in the forming step described above has a pair of conductive films (conductive members) or gaps 16 that face each other with the gap 16 interposed therebetween (conductive members). 14).

도 3은 상술된 통전 처리용 전압 파형의 예를 도시한다. 도 3에서, 펄스 폭 T1은 1㎲ 내지 10㎳의 범위내에서 자유롭게 설정되고, 펄스 간격 T2는 10㎲ 내지 10㎳의 범위내에서 자유롭게 설정된다. 펄스 높이는 재료 및 도전막의 두께에 따라 선택된다. 상술된 조건하에서, 펄스 전압은 수 초 내지 수십 분 동안 인가된다. 전압을 인가하는 동안의 전류값이 예비로 측정될 때, 임의의 설정값을 초과하지 않는 전류값은 갭(16)의 형성이 완료되었는지를 판단하는데 유용하다. 예를 들면, 저항값은 약 0.1V의 전압을 인가하여 공급되는 전류를 측정함으로써 결정되고, 저항값이 1㏁를 초과하는 경우 전류를 중지시킴으로써 그 형성이 종료된다.3 shows an example of the voltage waveform for the energization processing described above. In Fig. 3, the pulse width T1 is freely set within the range of 1 ms to 10 ms, and the pulse interval T2 is set freely within the range of 10 ms to 10 ms. The pulse height is selected according to the thickness of the material and the conductive film. Under the conditions described above, the pulse voltage is applied for a few seconds to several tens of minutes. When the current value during voltage application is preliminarily measured, a current value that does not exceed any set value is useful for determining whether the formation of the gap 16 has been completed. For example, the resistance value is determined by measuring a current supplied by applying a voltage of about 0.1 V, and the formation is terminated by stopping the current when the resistance value exceeds 1 mA.

(단계 D)(Step D)

활성화 단계는, 상술된 바와 같이 제2 갭(17)이 형성된 도전막(14)상에 형성되는 탄소가 주성분인 탄소막(15)을 형성하도록 수행된다(도 2d). 소자 전류 If 및 방출 전류 Ie는 이 단계에서 현저하게 증가될 수 있다.The activation step is performed to form a carbon film 15 having a main component of carbon formed on the conductive film 14 on which the second gap 17 is formed as described above (FIG. 2D). Device current If and emission current Ie can be increased significantly at this stage.

본 발명에 따르면, 전자 방출 수단(41)은 활성화 단계에서 도 4에 도시된 전자 방출 소자 외부에 따로따로 배치되고 탄소가 주성분인 탄소막(15)은 전자 방출 수단으로부터 방출된 전자 빔으로 갭(16) 주변에 이하 설명될 영역 (1) 내지 (3) 중 임의의 한 영역을 조사하면서 전극(12 및 13) 양단에 전압을 인가함으로써 형성된다. 즉, 전극(12 및 13)에의 전압 인가는 전자 방출 수단으로부터 전자빔으로 조사하여 동시에 수행된다.According to the present invention, the electron emitting means 41 is disposed separately outside the electron emitting element shown in FIG. 4 in the activation step, and the carbon film 15 of which carbon is the main component is a gap 16 with the electron beam emitted from the electron emitting means. Is applied by applying a voltage across the electrodes 12 and 13 while irradiating any one of the regions (1) to (3) to be described below. That is, the application of voltage to the electrodes 12 and 13 is carried out simultaneously by irradiating an electron beam from the electron emitting means.

상술된 전자빔으로 조사된 영역은The region irradiated with the electron beam described above

(1) 상술된 갭(16)내의 기판(11)(1) the substrate 11 in the gap 16 described above

(2) 상술된 갭(16)내의 기판(11) 및 갭(16) 부근의 도전막(14) 또는(2) the substrate 11 in the gap 16 and the conductive film 14 in the vicinity of the gap 16 or

(3) 상술된 갭(16)내의 기판(11), 도전막(14), 및 전극(12 및 13)이다. 전자빔으로 상술된 영역(3)을 조사하는 것이 바람직하다.(3) The substrate 11, the conductive film 14, and the electrodes 12 and 13 in the gap 16 described above. It is preferable to irradiate the above-mentioned region 3 with an electron beam.

게다가, 전극(12 및 13)에 전압을 인가하는 상술된 활성화 단계에서 펄스 전압을 반복해서 인가하는 것이 바람직하다. 더욱이, 본 발명은 도 2d 또는 도 22b에 도시된 양극 펄스 전압을 인가하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to repeatedly apply the pulse voltage in the above-mentioned activation step of applying a voltage to the electrodes 12 and 13. Moreover, the present invention preferably applies the positive pulse voltage shown in Fig. 2D or 22B.

탄소막(15)은 탄소 화합물 가스(유기 물질 가스)를 함유한 분위기에서 도전막(14)(전극쌍(12 및 13)) 양단에 펄스 전압을 반복해서 인가하고 전자 방출 소자로부터 이격하여 배치된 전자 방출 수단(41)으로부터 방출된 전자빔으로 갭(16) 부근을 조사함으로써 형성될 수 있다.The carbon film 15 repeatedly applies pulse voltages across the conductive film 14 (electrode pairs 12 and 13) in an atmosphere containing a carbon compound gas (organic material gas) and is spaced apart from the electron emission element. It can be formed by irradiating near the gap 16 with the electron beam emitted from the emitting means 41.

도 4는 외부 전자빔으로 갭(16) 부근을 조사하는데 사용된 장치를 개략적으로 도시한다. 도 4에서, 참조 번호(41)는 전자 방출 수단을 가리킨다. 전자 방출 소자 및 전자 방출 소자(41)는 동일한 진공 베젤에 배치된다. 전자 방출 수단(41)으로서 유용한 것은 전자빔원으로서 열전자 음극을 사용하여 가속 전압을 인가함으로써 전자빔을 가속시키는 구조이다.4 schematically shows the apparatus used to irradiate near the gap 16 with an external electron beam. In Fig. 4, reference numeral 41 denotes an electron emitting means. The electron emitting element and the electron emitting element 41 are disposed in the same vacuum bezel. Useful as the electron emitting means 41 is a structure for accelerating the electron beam by applying an acceleration voltage using a hot electron cathode as the electron beam source.

전자 방출 수단(41)으로부터 방출된 전자빔을 갭(16)에만 포커스할 필요가 없지만, 전극(12, 13) 양단에 인가된 전압 및 활성화 단계에서 탄소 화합물 가스의 부분압을 고려하여 갭(16) 부근에 수 ㎛ 이상인 전자빔을 확산시키는 것이 바람직하다.It is not necessary to focus the electron beam emitted from the electron emitting means 41 only on the gap 16, but in the vicinity of the gap 16 considering the voltage applied across the electrodes 12, 13 and the partial pressure of the carbon compound gas in the activation step. It is preferable to diffuse the electron beam of several micrometers or more at.

그러나, 대규모 영역에 전자빔이 조사되는 경우, 탄소 화합물은 불필요한 영역상에 피착될 수 있다. 따라서, 전자 방출 수단(41)으로부터 방출된 전자빔을 전자빔 차폐 수단(42)으로 차폐시켜 전자빔의 확산을 억제하는 것이 바람직하다.However, when the electron beam is irradiated on a large area, the carbon compound may be deposited on the unnecessary area. Therefore, it is preferable to shield the electron beam emitted from the electron emitting means 41 with the electron beam shielding means 42 to suppress the diffusion of the electron beam.

상술된 가속 전압을 1㎸ 내지 20㎸로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 1KeV 이상 20KeV 이하의 에너지를 갖는 전자빔으로 상기 영역을 조사하는 것이 바람직하다. 전자빔은 DC 전압과 같이 또는 상술된 전극(12 및 13) 양단에 인가된 펄스 전압과 동기한 펄스로서 방출될 수 있다. 전자빔을 연속해서 방출하면서(DC 전압과 같이) 상술된 소자 전극에 펄스 전압을 인가하는 것이 바람직하다.It is preferable to set the above-mentioned acceleration voltage to 1 kV to 20 kV. That is, it is preferable to irradiate the said area | region with the electron beam which has an energy of 1 KeV or more and 20 KeV or less. The electron beam may be emitted as a DC voltage or as a pulse in synchronization with the pulse voltage applied across the electrodes 12 and 13 described above. It is preferable to apply a pulse voltage to the above-mentioned element electrode while continuously emitting an electron beam (like a DC voltage).

본 발명의 활성화 단계에서, 전자 방출 수단(41)으로부터 방출된 전자빔으로 조사하면서 소자 전극(12 및 13)에 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 즉, 상술된 영역 (1) 내지 (3)중 임의의 한 영역은 전압이 소자 전극(12 및 13)에 인가되면서 전자 방출 수단으로부터 방출된 전자빔으로 조사된다.In the activation step of the present invention, it is preferable to apply a voltage to the element electrodes 12 and 13 while irradiating with the electron beam emitted from the electron emitting means 41. That is, any one of the regions (1) to (3) described above is irradiated with the electron beam emitted from the electron emitting means while voltage is applied to the element electrodes 12 and 13.

본 발명의 활성화 단계에서 형성된 상기 탄소막(15)은 도전막(14)에 의해 각각 또는 직접 상술된 전극(12 및 13)에 접속된다.The carbon film 15 formed in the activation step of the present invention is connected to the electrodes 12 and 13 described above or directly by the conductive film 14, respectively.

게다가, 상술된 활성화 단계에서 형성된 도전막(탄소막)(15)은 서로 대향되어 있으며 도 2d에 도시된 바와 같이 제1 갭(17)이 개재되어 있다. 탄소막(15)은 도 2d에서의 경계로서 제1 갭(17)을 취하여 좌우 단면으로 완벽하게 분리되어 있지만, 이 막은 서로 부분적으로 접속될 수 있다. 따라서, 활성화 단계에서 형성된 탄소막(15)은 갭(17)이 개재되어 서로 대향되어 있는 한쌍의 탄소막 또는 갭(17)을 갖는 탄소막(도전성 부재)(15)일 수 있다.In addition, the conductive films (carbon films) 15 formed in the above-mentioned activation step are opposed to each other and have a first gap 17 interposed therebetween as shown in FIG. 2D. Although the carbon film 15 takes the first gap 17 as the boundary in FIG. 2D and is completely separated into left and right cross sections, the films can be partially connected to each other. Accordingly, the carbon film 15 formed in the activation step may be a carbon film (conductive member) 15 having a pair of carbon films or gaps 17 facing each other with the gap 17 interposed therebetween.

상술된 활성화 단계에서의 분위기에 함유될 탄소 화합물(유기 물질)로서는, 알칸, 알켄과 알킨과 같은 지방성 탄화수소, 알콜, 알데히드, 케톤, 아민과 같은 방향성 탄화수소, 및 페놀, 카르복실산 및 술폰산과 같은 유기산, 즉 구체적으로 유용한 탄소 화합물은 CnH2n+2로 표현되는 메탄, 에탄 및 프로판과 같은 포화 탄화수소, CnH2n의 구조식으로 표현된 에틸렌 및 프로필렌과 같은 비포화 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 메타놀, 에타놀, 포름알데히드, 에세트알데히드, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸알민, 에틸아민, 페놀, 포름산, 아세트산, 프로피온산 또는 그 혼합물이다.Examples of the carbon compound (organic substance) to be contained in the atmosphere in the above-mentioned activation step include aliphatic hydrocarbons such as alkanes, alkenes and alkynes, aromatic hydrocarbons such as alcohols, aldehydes, ketones and amines, and phenols, carboxylic acids and sulfonic acids. Organic acids, ie specifically useful carbon compounds, are saturated hydrocarbons such as methane, ethane and propane, unsaturated hydrocarbons such as ethylene and propylene represented by the structural formula of CnH2n, benzene, toluene, methanol, ethanol, formaldehyde , Acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, methylalmine, ethylamine, phenol, formic acid, acetic acid, propionic acid or mixtures thereof.

상술된 종래의 활성화 단계에서, 대기내에 존재하는 탄소 화합물은 제2 갭(16)을 통해 공급된 전류에 의해서만 분해되며 탄소 및/또는 탄소 화합물이 제2 갭(16)내의 기판 그리고 갭(16) 부근의 도전막(14)상에 피착되고, 갭(16) 부근(형성된 갭(17))으로부터 방출된 전자는 탄소 또는 탄소 화합물을 조사하고 탄소 또는 탄소 화합물의 일부를 결정화하여 전기 도전성을 부여하는 것으로 고려된다.In the conventional activation step described above, the carbon compound present in the atmosphere is decomposed only by the current supplied through the second gap 16 and the carbon and / or carbon compound is separated from the substrate and the gap 16 in the second gap 16. The electrons deposited on the adjacent conductive film 14 and emitted from the vicinity of the gap 16 (the gap 17 formed) irradiate the carbon or carbon compound and crystallize a portion of the carbon or carbon compound to impart electrical conductivity. It is considered to be.

활성화 단계에서 얻어진 탄소막(15)의 결정체 구조는 흑연 구조 및/또는 비정질 구조를 포함한다. 게다가, 탄소막(15)은 그 형성 공정에서 중간 구조를 가질 수 있다. 탄소막(15)은 흑연 구조를 갖는 경우 높은 전기 도전율을 가질 수 있지만, 그 전기 도전율은, 막이 비정질 구조인 경우 저하된다. 결정체의 정도는 전자 방출 소자의 특성, 특히 후술될 전자 방출 효율에 강한 영향을 미친다.The crystal structure of the carbon film 15 obtained in the activation step includes a graphite structure and / or an amorphous structure. In addition, the carbon film 15 may have an intermediate structure in its forming process. The carbon film 15 may have a high electrical conductivity when it has a graphite structure, but the electrical conductivity decreases when the film is an amorphous structure. The degree of crystal has a strong influence on the properties of the electron emitting device, in particular the electron emission efficiency to be described later.

결정체 정도는, 반복되는 구조가 완벽한 결정 구조에 대해 비교적 현저하게 흐트러진 조건을 거쳐 비정질 조건으로부터 변화시키기 위해 물질의 진행 정도를 가리킨다.Crystallinity refers to the degree of progress of a material so that the repeating structure changes from amorphous conditions through relatively markedly disturbed conditions for the perfect crystalline structure.

게다가, 종래의 활성화 단계는 갭(16)에 피착된 탄소 또는 탄소 화합물을 피착시키려는데, 특히 단계가 진행함에 따라 갭(16)내의 비교적 좁은 갭으로 피착하려고 한다. 그 결과, 탄소막(15)은 "무질서" 구조로 형성된다.In addition, the conventional activation step attempts to deposit carbon or carbon compounds deposited in the gap 16, in particular to a relatively narrow gap in the gap 16 as the step proceeds. As a result, the carbon film 15 is formed in a "disordered" structure.

따라서, 종래의 제조 방법은 활성화 단계가 진행함에 따라 탄소막(15)의 "무질서" 구조를 생성하므로, 피착된 탄소 또는 탄소 화합물의 일부 위치는 갭(16) 부근으로부터 방출된 전자로 충분히 조사되지 않는다. 이러한 조건에서, 갭(16) 부근에 피착된 탄소 또는 탄소 화합물의 막은 낮은 결정체 정도를 갖는 다수의 영역을 포함한 조건에서 성장하므로, 이와 같이 얻어진 탄소막(15)은 낮은 도전율을 갖는다. 낮은 도전율이 탄소막(15)의 성장 단계에서 전자빔으로의 불충분한 조사에 의해 유발된 결과라고 간주한다.Therefore, the conventional manufacturing method produces a "disordered" structure of the carbon film 15 as the activation step proceeds, so that some positions of the deposited carbon or carbon compound are not sufficiently irradiated with electrons emitted from the vicinity of the gap 16. . Under these conditions, the film of carbon or carbon compound deposited near the gap 16 grows under conditions including a plurality of regions having a low crystallinity, and thus the carbon film 15 thus obtained has a low conductivity. The low conductivity is considered to be the result caused by insufficient irradiation with the electron beam in the growth phase of the carbon film 15.

탄소막은 상술한 바와 같은 낮은 등급의 결정도를 갖는 수개의 영역들을 포함할 경우, 탄소막(15)의 결정 구조가 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자에 의한 충격에 의해서 또는 소자 전류(If)에 의해 야기되는 열 발생으로 인하여 점차적으로 변화하고, 이에 의해서 비결정질 구조에서 그래파이트 구조(graphite structure)로 결정도의 등급이 변화한다는 것을 고려한다. 또한, 탄소막(15)의 저항이 동시에 변화되고, 이에 의해서 장치의 전기 도전 특성이 점차적으로 변화한다는 것을 고려한다.When the carbon film includes several regions having a low grade crystallinity as described above, the crystal structure of the carbon film 15 is caused by the impact of electrons emitted from the electron emitting region or by the device current If. It is considered that due to heat generation it changes gradually, thereby changing the grade of crystallinity from the amorphous structure to the graphite structure. In addition, it is considered that the resistance of the carbon film 15 changes at the same time, thereby gradually changing the electrical conduction characteristics of the device.

전기 도전 특성의 변화는 소자의 전자-방출 특성 변화를 야기하고, 이에 의해 화상 형성 장치의 경우 다수의 소자들이 바람직하게 균일한 특성들을 갖도록 하기 위하여 휘도의 변화를 허용한다.The change in the electrically conductive property causes a change in the electron-emitting property of the device, thereby allowing a change in brightness in order for the image forming apparatus to have a plurality of devices preferably having uniform properties.

반대로, 장치 외측으로부터의 전자빔을 이용하는 본 발명에 따른 전자 방출 장치의 제조 방법에서는 전자빔을 제2 갭(16)에 형성된 탄소막에 충분하게 조사할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제조 방법은 탄소막의 물리적 특성 변화를 가속화하고, 이에 의해서 충분히 높은 등급의 결정도와 높은 전기 도전성을 갖는 탄소막을 주성분으로 하는 전기 도전막을 효과적으로 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 제조 방법은 상술한 바와 같이 구동 동안 탄소막의 물리적 특성의 열화를 제한할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제조 방법은 장치의 전자 방출 특성을 안정화한다.In contrast, in the method of manufacturing the electron emission device according to the present invention using the electron beam from the outside of the device, the electron beam can be sufficiently irradiated to the carbon film formed in the second gap 16. Therefore, the manufacturing method according to the present invention accelerates the change in the physical properties of the carbon film, thereby effectively forming an electrically conductive film mainly composed of a carbon film having a sufficiently high grade of crystallinity and high electrical conductivity. As a result, the manufacturing method according to the present invention can limit the deterioration of the physical properties of the carbon film during driving as described above. Thus, the manufacturing method according to the invention stabilizes the electron emission characteristics of the device.

본 발명에 따른 제조 방법은 탄소를 주성분으로 하는 전기 도전막(탄소막)의 비저항을 0.001 Ωm 이하로 제어할 수 있다.In the production method according to the present invention, the specific resistance of the electrically conductive film (carbon film) mainly containing carbon can be controlled to 0.001 mmm or less.

더욱이, 본 발명에 따른 전자원의 제조 방법은 전자빔으로서 인접한 전자 방출 장치의 전자 방출 영역으로부터 방출되는 전자빔을 사용하여 전자 방출 영역을 조사하도록 한다. 이러한 기술은 도 4에 도시된 바와 같이 전자 빔 조사용 개별 전자 방출 수단들을 배치할 필요가 없게 한다.Moreover, the method for producing an electron source according to the present invention allows the electron emission region to be irradiated using the electron beam emitted from the electron emission region of the adjacent electron emission device as the electron beam. This technique eliminates the need to deploy separate electron emitting means for electron beam irradiation as shown in FIG.

탄소막을 형성하는 반응이 "혼잡(disordered)" 구조에 의해 불규칙할 때, 탄소막(15)은 전자가 거의 조사될 수 없는 부분적으로 두꺼운 그림자 영역을 형성하는 경우에도 생산될 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법은 상술한 바와 같이 외부 전자 방출 수단을 배치하여 다른 인접 장치로부터 전자들을 수신함으로써 서로 다른 각도로 탄소막에 광을 조사할 수 있게 한다.When the reaction to form the carbon film is irregular by the "disordered" structure, the carbon film 15 can be produced even when forming a partially thick shadowed area where electrons can hardly be irradiated. The manufacturing method according to the present invention arranges the external electron emitting means as described above to receive the electrons from other adjacent devices so that light can be irradiated to the carbon film at different angles.

이하, 서로 다른 전자 방출 장치로부터 방출된 전자빔을 이용하는 기술을 설명할 것이다.Hereinafter, a description will be given of a technique using electron beams emitted from different electron emission devices.

장치 전극을 공동으로 이용하는 2개의 장치들이 서로 인접하게 배치되어 있는 예를 설명한다.An example in which two devices using a device electrode in common are arranged adjacent to each other will be described.

2개의 전자 방출 장치가 서로 인접할 때, 다른 전자 방출 장치의 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자 빔이 전자 방출 장치의 전자 방출 영역의 부근에 조사될 수 있고, 이에 의해서 전자 방출 영역에 전자 빔이 조사되는 동안 탄소를 주성분으로 하는 탄소막 (전기 도전막)을 형성한다. 이 때 전자는 음극측에서 양극측으로 방출되기 때문에, 2개의 전자 방출 장치로부터 방출된 전자들의 방향을 서로 맞춤으로써 전자들을 보다 높은 효율로 전자 방출 장치의 전자 방출 영역으로 유도할 수 있다. 장치 전극들 중 하나가 서로 인접한 2개의 전자 방출 장치들에 의해 공동으로 사용되는 구조 또는 특별히 전자 방출 장치의 어느 하나의 장치 전극이 다른 전자 방출 장치의 어느 한 전극에 전기적으로 접속되는 구조에 의해서, 본 실시예는 각각이 전자 방출 장치들이 다른 전자 방출 장치의 전자 방출 영역을 조사하게 한다. 다시 말해서, 공동으로 사용된 장치 전극 또는 서로 접속된 장치 전극을 그라운드 전위로 설정하고 한 쌍의 전극에 위상이 서로 어긋난 AC 전압, 예를 들면 π의 위상차를 갖는 전압을 인가함으로써, 전자 방출 방향을 서로 완전히 정합시켜 전자 방출 영역의 부근에 다른 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자빔을 조사할 수 있다. 그 결과, 2개의 전자 방출 영역 상에 거의 동시에 탄소를 주성분으로 하는 전기 도전막 (탄소막)을 효과적으로 형성할 수가 있다.When the two electron emitting devices are adjacent to each other, the electron beam emitted from the electron emitting region of the other electron emitting apparatus can be irradiated in the vicinity of the electron emitting region of the electron emitting apparatus, whereby the electron beam is irradiated to the electron emitting region. In the process, a carbon film (electrically conductive film) mainly containing carbon is formed. At this time, since the electrons are emitted from the cathode side to the anode side, the electrons emitted from the two electron emitting devices can be aligned with each other to guide the electrons to the electron emitting region of the electron emitting device with higher efficiency. By a structure in which one of the device electrodes is jointly used by two electron emitting devices adjacent to each other or in particular a structure in which one device electrode of the electron emitting device is electrically connected to one electrode of the other electron emitting device, This embodiment allows each of the electron emitting devices to irradiate the electron emitting regions of the other electron emitting devices. In other words, the direction of electron emission is adjusted by setting the commonly used device electrodes or connected device electrodes to the ground potential and applying a voltage having a phase difference of π out of phase to the pair of electrodes. The electron beam emitted from another electron emitting region can be irradiated in the vicinity of the electron emitting region by being completely matched with each other. As a result, an electrically conductive film (carbon film) mainly composed of carbon can be effectively formed on two electron emission regions.

도 7a 및 도 7b는 본 실시예에서 사용되는 전자원의 구성을 도시한 개략도로서, 도 7a는 평면도이고 도 7b는 단면도이다. 도 7a 및 도 7b에 있어서, 참조 부호 71은 공동 장치 전극(72), 장치 전극(73 및 74)이 형성된 기판을 나타낸다. 전기 도전막(75), 전자 방출 영역(79) 및 탄소막(76)은 공동 장치 전극(72)과 장치 전극(73)을 구성하는 [전극 쌍(A)으로 참조되는] 한 쌍의 장치 전극들 사이에 형성되어 전자 방출 장치(A)를 구성한다. 더욱이, 전기 도전막(77), 전자 방출 영역(80) 및 탄소막(78)은 공동 장치 전극(72)과 장치 전극(74)을 구성하는 [장치 전극 쌍(B)으로 참조되는] 한 쌍의 장치 전극들 사이에 형성되어 전자 방출 장치(B)를 구성한다.7A and 7B are schematic diagrams showing the configuration of the electron source used in this embodiment, in which Fig. 7A is a plan view and Fig. 7B is a sectional view. In Figs. 7A and 7B, reference numeral 71 denotes a substrate on which the common device electrode 72 and the device electrodes 73 and 74 are formed. The electrically conductive film 75, the electron emission region 79 and the carbon film 76 are a pair of device electrodes (referred to as electrode pair A) constituting the common device electrode 72 and the device electrode 73. It is formed between and constitutes the electron emission apparatus A. FIG. Furthermore, the electrically conductive film 77, the electron emission region 80, and the carbon film 78 constitute a pair of reference devices (referred to as device electrode pairs B) constituting the common device electrode 72 and the device electrode 74. It is formed between device electrodes to constitute an electron emitting device (B).

전자원은 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 것과 유사하게 공동 장치 전극(72)에 의해 직렬로 2개의 전자 방출 장치들을 배열하여 장치를 구성한다는 기본 구조를 갖는다고 간주할 수 있다.The electron source may be regarded as having a basic structure in which two electron emitting devices are arranged in series by the common device electrode 72 to form a device similar to that described with reference to FIGS. 1A and 1B.

상술한 전자 방출 장치의 전극들(72 내지 74) 및 전기 도전막(75 및 77)은 상술한 전자 방출 장치를 형성하는 방법과 동일한 방법으로 형성된다. 더욱이, 전극들 사이의 간격(L1), 및 전극들의 길이(W)와 막 두께는 전자 방출 효율을 고려하여 결정된다. 도 7a 및 도 7b에서, 2개의 전극 쌍들은 동일한 간격(L1)을 가지며, 3개의 전극들이 동일한 길이를 갖는다. 또한, 공동 장치 전극(72)의 폭(L2)은 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자빔을 인접한 전자 방출 영역들 각각에 조사할 수 있는 거리를 고려하여 설정된다. 전기 도전막 상의 장치 전극의 중첩 폭은 이들 부재들 사이에 전기 도전을 설정할 수 있을 정도로 선택된다.The electrodes 72 to 74 and the electrically conductive films 75 and 77 of the electron emitting device described above are formed in the same manner as the method of forming the above-described electron emitting device. Moreover, the spacing L1 between the electrodes, and the length W and the film thickness of the electrodes are determined in consideration of the electron emission efficiency. In FIGS. 7A and 7B, the two electrode pairs have the same spacing L1 and the three electrodes have the same length. In addition, the width L2 of the cavity device electrode 72 is set in consideration of the distance at which the electron beam emitted from the electron emission region can be irradiated to each of the adjacent electron emission regions. The overlap width of the device electrodes on the electrically conductive film is selected to such an extent that electrical conductivity can be established between these members.

전자 방출 영역(79 및 80)은 공동 장치 전극(72)을 접지시키고 장치 전극(73)을 장치 전극(74)에 접속하여 이들 전극들을 동일한 전위로 설정하며 전극 쌍들(A 및 B)에 전압을 동시에 인가함으로써 동시에 형성될 수 있다.The electron emission regions 79 and 80 ground the common device electrode 72 and connect the device electrode 73 to the device electrode 74 to set these electrodes to the same potential and apply voltage to the electrode pairs A and B. It can be formed at the same time by applying at the same time.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 서로 인접한 2개의 전자 방출 장치의 활성화 처리를 위해서, 장치는 다른 장치로부터 방출된 전자빔에 의해 조사될 수 있다. 전자빔 조사를 위한 구체적인 절차를 이하 설명한다.For the activation process of two electron emitting devices adjacent to each other as shown in Figs. 7A and 7B, the device can be irradiated by an electron beam emitted from another device. Specific procedures for electron beam irradiation will be described below.

공동 장치 전극(72)은 접지되고, (도시되지 않은) 펄스 전압원은 장치 전극(73 및 74)에 접속된다.The common device electrode 72 is grounded and a pulse voltage source (not shown) is connected to the device electrodes 73 and 74.

도 8a 및 도 8b는 장치 전극(73)과 장치 전극(74)에 각각 인가되는 AC 전압들의 직사각형 펄스의 전압 파형(a 및 b)을 예시한다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 위상 차가 π인 펄스 전압들이 각각 전극들로 인가된다.8A and 8B illustrate voltage waveforms a and b of rectangular pulses of AC voltages applied to the device electrode 73 and the device electrode 74, respectively. As shown in Figs. 8A and 8B, pulse voltages having a phase difference of π are applied to the electrodes, respectively.

이제, 전자 방출 영역을 통해 비교적 낮은 전위에서의 전극으로부터 높은 전위에서의 전극을 향하는 방향으로 흐르는 전자들 및 전자들의 일부가 동일 방향으로 전자빔으로서 방출된다. 따라서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 것과 같은 전압들이 인가되면, 전자빔은 전자 방출 영역(79)에서 전자 방출 영역(80)으로의 방향 그리고 전자 방출 영역(80)에서 전자 방출 영역(79)으로의 방향으로 교대로 방출된다.Now, electrons and some of the electrons flowing in the direction from the electrode at the relatively low potential toward the electrode at the high potential through the electron emission region are emitted as the electron beam in the same direction. Thus, when voltages such as those shown in FIGS. 8A and 8B are applied, the electron beam is directed from the electron emitting region 79 to the electron emitting region 80 and from the electron emitting region 80 to the electron emitting region 79. Are released alternately in the direction of.

도 9a 및 도 9b는 전자빔들을 교대로 방출하는 방법을 개략적으로 도시한다. 펄스 전압이 변화하는 각 시간에, 전자빔의 방향은 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 변화된다. 도 9a의 경우, 전자 방출 영역(79)으로부터 방출된 전자빔이 전자 방출 영역(80) 부근에 조사된다. 도 9b의 경우, 전자 방출 영역(80)으로부터 방출된 전자빔이 전자 방출 영역(79) 부근에 조사된다.9A and 9B schematically illustrate a method of alternately emitting electron beams. At each time the pulse voltage changes, the direction of the electron beam is changed as shown in Figs. 9A and 9B. In the case of FIG. 9A, the electron beam emitted from the electron emission region 79 is irradiated near the electron emission region 80. In the case of FIG. 9B, the electron beam emitted from the electron emission region 80 is irradiated near the electron emission region 79.

다른 펄스 패턴으로서 도 10a 및 도 10b에 도시된 파형과 같은 전압 파형들이 사용될 수 있다. 이 경우, 위상이 서로 π/2 다른 펄스 전압이 장치 전극들(73 및 74)로 각각 인가된다. 이러한 파형 패턴은 전자빔이 다른 전자 방출 영역으로 방출되는 동안 전자빔이 전자 방출 영역으로부터 방출되는 것을 방지하고 전자원이 상기 전자빔을 임의의 방향으로만 수신하도록 하여, 두 개의 방향으로 방출되는 전자빔들 사이에 간섭이 일어나는 것을 방지한다.As other pulse patterns, voltage waveforms such as those shown in FIGS. 10A and 10B may be used. In this case, pulse voltages having different π / 2 phases from each other are applied to the device electrodes 73 and 74, respectively. This waveform pattern prevents the electron beam from being emitted from the electron emitting region while the electron beam is emitted to another electron emitting region and allows the electron source to receive the electron beam only in any direction, thereby between the electron beams emitted in two directions. Prevent interference from occurring.

또한, 본 발명은 상기 형성 단계에서 생산된 제2 갭(16)의 구불구불함(meandering)으로 인해 야기되는 장치들 간의 특성 변화를 줄일 수 있는 후술되는 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a manufacturing method which will be described later, which can reduce the change in characteristics between devices caused by meandering of the second gap 16 produced in the forming step.

즉, 본 발명의 다른 실시예는 상술한 전기 도전막(14)을 사용하지 않고도 비교적 우수한 선형성을 갖는 한 쌍의 장치 전극들 (전기 도전 부재들)(12 및 13) 사이에 상기 활성화 단계를 직접 실시할 수 있도록 구성된다. 도 21a는 본 실시예에서 전자 방출 장치를 도시한 개략적인 평면도이고 도 21b는 전자 방출 장치의 개략적인 단면도이다. 도 22a, 도 22b 및 도 23은 상술한 제조 방법의 부분적인 공정을 도시한 개략적인 도면이다. 여기서, 도 21a 및 도 21b에 도시된 개략도에서, 제1 갭(17)은 본 발명을 용이하게 이해할 수 있도록 완전한 직선으로 도시하였다. 또한, 도 21a 및 도 21b에서 탄소막(15)은 경계로서 제1 갭(17)과 완전히 분리되어 있지만, 탄소막(15)은 부분적으로 접속될 수도 있다. 따라서, 상술한 활성화 단계에서 형성된 탄소막(15)은 갭(17)울 통해 서로 대향되는 한 쌍의 탄소막들(15) 또는 갭(17)을 갖는 탄소막(15)일 수 있다.That is, another embodiment of the present invention directly performs the activation step between a pair of device electrodes (electrically conductive members) 12 and 13 having relatively good linearity without using the aforementioned electrically conductive film 14. It is configured to be able to carry out. FIG. 21A is a schematic plan view of the electron emitting device in this embodiment, and FIG. 21B is a schematic cross sectional view of the electron emitting device. 22A, 22B and 23 are schematic diagrams showing partial processes of the above-described manufacturing method. Here, in the schematic diagrams shown in FIGS. 21A and 21B, the first gap 17 is shown in a complete straight line to facilitate understanding of the present invention. 21A and 21B, although the carbon film 15 is completely separated from the first gap 17 as a boundary, the carbon film 15 may be partially connected. Accordingly, the carbon film 15 formed in the above-described activation step may be a carbon film 15 having a pair of carbon films 15 or a gap 17 facing each other through the gap 17.

본 발명에 따른 상술한 다른 제조 방법은 기판(11) 상에 갭(L)이 개재된 한 쌍의 장치 전극들 (전기 도전성 부재) (12 및 13)을 설치하도록 구성된다 (도 22a). 본 실시예에서, 장치 전극들(12 및 13) 사이의 갭은 상술한 제1 갭(16)에 대응한다.Another manufacturing method described above according to the present invention is configured to provide a pair of device electrodes (electrically conductive member) 12 and 13 with a gap L interposed on the substrate 11 (FIG. 22A). In this embodiment, the gap between the device electrodes 12 and 13 corresponds to the first gap 16 described above.

이 때, 본 발명에 따른 활성화 단계가 실시된다. 이 활성화 단계에서, 전자 방출 수단들은 개별적으로 배치되며 전자 방출 수단으로부터 방출된 전자빔에 의해 이하 설명된 영역들(1) 및 (2) 중 하나를 조사하는 동안 전극들(12 및 13)에 전압을 인가함으로써 탄소막(15)이 형성된다 (도 22b 및 도 23). 다시 말해서, 전자 방출 수단들로부터 전자빔을 동시에 조사함으로써 전극들(12 및 13)에 전압이 인가된다.At this time, the activation step according to the present invention is carried out. In this activation step, the electron emitting means are arranged separately and apply voltage to the electrodes 12 and 13 while irradiating one of the regions 1 and 2 described below by the electron beam emitted from the electron emitting means. The carbon film 15 is formed by applying (FIGS. 22B and 23). In other words, a voltage is applied to the electrodes 12 and 13 by simultaneously irradiating the electron beam from the electron emitting means.

상술한 전자빔이 조사되는 영역은 다음 영역들 중 하나이다.The region to which the above-mentioned electron beam is irradiated is one of the following regions.

(1) 상술한 장치 전극들(12 및 13) 사이의 기판(11), 또는(1) the substrate 11 between the device electrodes 12 and 13 described above, or

(2) 상술한 장치 전극들(12 및 13) 및 전극들(12 및 13) 사이의 기판(11).(2) the device electrodes 12 and 13 described above and the substrate 11 between the electrodes 12 and 13.

따라서, 본 실시예는 장치 전극들(12 및 13) 사이의 제1 갭(17)뿐만 아니라 장치 전극들(12 및 13) 상의 탄소막(15)과 장치 전극들(12 및 13) 사이의 절연 기판(11)을 형성할 수 있다.Thus, the present embodiment is not only a first gap 17 between the device electrodes 12 and 13 but also an insulating substrate between the carbon film 15 and the device electrodes 12 and 13 on the device electrodes 12 and 13. (11) can be formed.

도 23은 외부 전자빔을 조사하는 장치를 도시한 개략도이다. 도 23에 도시된 전자 조사 장치는 도 4에 도시된 장치들의 구성과 기본적으로 동일한 구성을 갖는다. 도 23에서, 참조 부호 51은 전자 방출 수단을 나타낸다. 전자 방출 수단(51)이 전자 방출 장치의 진공 용기 내에 배치되는 경우에도, 기판(11)을 수용하는 진공 용기와는 분리되는 별도의 진공 용기에 전자 방출 수단을 수용하고 상기 전자 방출 수단들을 개별적으로 배기시키는 것이 요구될 수 있다.Fig. 23 is a schematic diagram showing an apparatus for irradiating an external electron beam. The electron irradiation apparatus shown in FIG. 23 has a configuration basically the same as that of the apparatus shown in FIG. In Fig. 23, reference numeral 51 denotes an electron emission means. Even when the electron-emitting means 51 is disposed in the vacuum container of the electron-emitting device, the electron-emitting means is housed in a separate vacuum container separate from the vacuum container containing the substrate 11 and the electron-emitting means are individually. Venting may be required.

전자 방출 수단들이 개별적으로 배기될 때, 전자빔 침투용 핀홀(도 23의 52)은, 기판(11)을 수용하는 진공 용기의 내부 압력이 핀홀의 낮은 전도성으로 인해 전자 방출 수단(51)을 수용하는 진공 용기의 내부 압력과 분리될 수 있도록 형성된다.When the electron-emitting means are individually evacuated, the electron beam penetrating pinhole (52 in FIG. 23) receives the electron-emitting means 51 due to the low conductivity of the pinhole due to the internal pressure of the vacuum vessel containing the substrate 11. It is formed to be separated from the internal pressure of the vacuum vessel.

전자원으로서 열전자를 이용하며 가속 전압을 인가하여 전자빔을 가속화하는 구조가 전자 방출 수단(51)으로서 사용될 수 있다. 또한, 전자빔 차폐 수단(52)이 전자빔이 조사된 영역을 섬세하게 제어하기 위해 설치된다.A structure that uses hot electrons as the electron source and accelerates the electron beam by applying an acceleration voltage can be used as the electron emitting means 51. In addition, an electron beam shielding means 52 is provided to finely control the region to which the electron beam is irradiated.

장치 전극(12 및 13) 및/또는 장치 전극들 사이의 기판(11)에는 전극들에 인가되는 펄스 전압과 동기하여 DC 전압 또는 펄스 전압 등 전자빔이 조사될 수 있다.The substrate 11 between the device electrodes 12 and 13 and / or the device electrodes may be irradiated with an electron beam such as a DC voltage or a pulse voltage in synchronization with a pulse voltage applied to the electrodes.

따라서, 본 발명은 장치 전극들에 전기적으로 접속되는 전기 도전막(14)(도 1a 및 도 1b에 도시됨)을 사용하고 활성화 단계에서 요구되는 전기 도전막에서 제2 갭(16)을 형성하기 위한 "형성 단계"가 불필요하게 된다.Thus, the present invention uses an electrically conductive film 14 (shown in FIGS. 1A and 1B) electrically connected to the device electrodes and forms a second gap 16 in the electrically conductive film required in the activation step. The "forming step" is unnecessary.

다시 말해서, 본 발명은 외부 전자빔의 조사에 의해, 상술된, 제2 갭(16)보다 넓은 전극들 사이에 간격(L) (수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터)로 탄소막(15)과 제1 갭(17)을 배치할 수 있게 된다. 또한, 도 21a 및 도 21b에 도시된 장치에 형성된 제2 갭(16)은 전극들(12 및 13) 사이의 간격에 대응한다. 따라서, 제2 실시예는 장치 내에 형성된 제2 갭이 높은 선형성과 균일도가 높은 폭(L)을 가질 수 있게 한다.In other words, the present invention provides the carbon film 15 and the first gap at an interval L (a few micrometers to several tens of micrometers) between the electrodes wider than the second gap 16 described above by irradiation of an external electron beam. (17) can be arranged. In addition, the second gap 16 formed in the apparatus shown in FIGS. 21A and 21B corresponds to the spacing between the electrodes 12 and 13. Thus, the second embodiment allows the second gap formed in the apparatus to have a high linearity and a high uniformity width (L).

따라서, 제2 실시예는 상술된 제2 갭(16)의 폭의 불균일성 및 도 19 a 내지 도 19d 또는 도 20에 도시된 장치에서 장치 전극(12 및 13)에서부터 제2 갭까지의 거리의 불균일성으로 인해 야기되는 전자 방출 장치의 전자 방출 특성의 국부적인 변동을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 제2 실시예는 또한 상술한 전자빔 방출 효과를 나타내며, 이에 의해서 장치의 전자 방출 효율을 향상시켜 장치를 구동하는 동안 특성의 변동 또는 열화를 현저하게 감소시킬 수 있다.Thus, the second embodiment is characterized by the nonuniformity of the width of the second gap 16 described above and the nonuniformity of the distance from the device electrodes 12 and 13 to the second gap in the device shown in FIGS. 19A-19D or 20. It is possible to reduce local fluctuations in the electron emission characteristics of the electron emission device caused by. Moreover, the second embodiment also exhibits the above-described electron beam emission effect, whereby the electron emission efficiency of the device can be improved to significantly reduce the variation or deterioration of characteristics while driving the device.

또한, 본 발명에 따른 전자 방출 장치의 제조 방법은 장치 전극들에 전기적으로 접속된 전기 도전막(14)을 사용하고 또한 종래의 활성화 단계에서 요구되는 전기 도전막에서 제2 갭(16)을 형성하기 위한 "형성 단계"가 불필요하게 되며, 이에 의해서 장치의 구성을 간략화할 수 있고 공정수를 감소시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제조 방법에서는 안정되고 고효율의 전자 방출 효과를 갖는 전자 방출 장치를 저렴하게 효과적으로 제조할 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명에 따른 제조 방법에서는, 기판 상에 다수 배열된 상기 전자 방출 장치들을 포함하고 고 균일도, 고 효율 및 안정된 특성을 갖는, 전자원 및 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.In addition, the method of manufacturing an electron emitting device according to the present invention uses the electrically conductive film 14 electrically connected to the device electrodes and also forms the second gap 16 in the electrically conductive film required in the conventional activation step. The "forming step" to do so is unnecessary, thereby simplifying the configuration of the apparatus and reducing the number of processes. That is, in the manufacturing method according to the present invention, it is possible to efficiently and efficiently manufacture an electron emitting device having a stable and high efficiency electron emitting effect. Moreover, in the manufacturing method according to the present invention, it is possible to provide an electron source and an image forming apparatus including the electron emitting devices arranged on the substrate and having high uniformity, high efficiency and stable characteristics.

본 발명에 따른 제조 방법중 활성화 단계에서는, 특히, 전자 방출 수단들(41)(51)로부터 전자빔이 조사되는 동안에 장치 전극들(12 및 13)로 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 전압이 장치 전극들(12 및 13)로 인가되는 동안은 전자 방출 수단으로부터 방출된 전자빔에 의한 조사를 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 기술은 초기 피착 단계에서 제1 갭(17)을 형성하는 탄소 및/또는 탄소 화합물의 결정도의 등급을 향상시킬 수 있게 한다. 보다 상세하게 설명하면, 종래의 활성화 방법과 비교해서, 탄소 및/또는 탄소 화합물이, 높은 에너지를 갖는 전자들이 전자 방출 수단(41)(51)으로부터 개별적으로 투사되기 때문에 장치 전극들(12 및 13) 사이에 인가된 전류에 의해서 초기 피착 단계로부터 높은 등급의 결정도를 갖는 탄소막으로서 피착될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 갭(17)은 보다 좁은 폭으로 형성되고 이에 의해 우수한 특성을 갖는 장치가 형성된다고 기대할 수 있다.In the activation step of the manufacturing method according to the invention, it is particularly preferred to apply a voltage to the device electrodes 12 and 13 while the electron beam is irradiated from the electron emitting means 41, 51. In other words, it is preferable to perform irradiation by the electron beam emitted from the electron emitting means while the voltage is applied to the device electrodes 12 and 13. This technique makes it possible to improve the grade of crystallinity of the carbon and / or carbon compound forming the first gap 17 in the initial deposition step. In more detail, compared to the conventional activation method, the carbon and / or carbon compound shows device electrodes 12 and 13 because electrons with high energy are projected separately from the electron emitting means 41, 51. Can be deposited as a carbon film having a high degree of crystallinity from the initial deposition step by the current applied between them. Thus, for example, it can be expected that the gap 17 is formed with a narrower width, whereby a device having excellent characteristics is formed.

(단계 E)(Step E)

5) 상술된 본 발명에 따른 활성화 단계를 통해 얻어진 전자 방출 장치에 대해서는 활성화 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 이 단계는 진공 용기로부터 유기 물질을 배기시킨다. 진공 용기를 배기시키기 위해서는, 오일이 장치의 특성에 영향을 미치지 않도록 오일을 사용하지 않는 진공 배기 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 상세히 설명하면, 흡착 펌프, 이온 펌프 등과 같은 진공 배기 장치가 진공 용기를 배기하는데 사용될 수 있다.5) It is preferable to perform the activation step for the electron emitting device obtained through the activation step according to the present invention described above. This step exhausts the organic material from the vacuum vessel. In order to evacuate the vacuum vessel, it is preferable to use a vacuum evacuation apparatus without oil so that the oil does not affect the characteristics of the apparatus. In detail, a vacuum evacuation device such as an adsorption pump, an ion pump, or the like may be used to evacuate the vacuum vessel.

배기 장치로서 오일 확산 펌프 또는 로터리 펌프가 사용되고 펌프로부터 공급된 오일 성분으로부터 야기되는 유기 가스가 상술한 활성화 단계에서 사용되는 경우, 이들 성분의 부분 압력을 낮은 레벨로 유지해야 할 필요가 있다. 탄소 또는 탄소 화합물이 새롭게 피착될 때 진공 용기 내의 유기 성분의 부분 압력은 1 × 10-6 Pa보다 높지 않은 레벨로 설정하는 것이 바람직하며, 특히 부분 압력이 1 × 10-8 Pa보다 크지 않은 레벨로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 진공 용기를 배기시키는 단계에서는, 진공 용기를 전체적으로 가열하여 진공 용기의 내벽과 전자 방출 장치에 의해 흡착되어 있는 유기 물질 분자들을 배출하는 것이 바람직하다. 진공 용기는 80 내지 300 ℃에서 배기시키는 것이 바람직한데, 150 ℃ 이상에서 그 시간을 가능한 길게 하는 것이 바람직하지만, 이 조건은 제한되지 않으며, 진공 용기의 크기 및 형태, 전자 방출 장치의 구성 등과 같은 조건에 따라 적절히 선택된 조건에서 진공 용기를 배기시킬 수 있다. 진공 용기는 1 × 10-5 pa를 초과하지 않는 극히 낮은 레벨에서 배기되는 것이 바람직하며, 1 × 10-6 pa를 초과하지 않는 것이 보다 바람직하다.If an oil diffusion pump or a rotary pump is used as the exhaust device and the organic gas resulting from the oil component supplied from the pump is used in the above-mentioned activation step, it is necessary to keep the partial pressure of these components at a low level. When the carbon or carbon compound is newly deposited, the partial pressure of the organic component in the vacuum vessel is preferably set at a level not higher than 1 × 10-6 Pa, in particular at a level where the partial pressure is not higher than 1 × 10-8 Pa. It is more preferable to set. In the evacuating of the vacuum vessel, it is preferable to heat the vacuum vessel as a whole to discharge the organic material molecules adsorbed by the inner wall of the vacuum vessel and the electron emission device. It is preferable to evacuate the vacuum container at 80 to 300 ° C., but it is preferable to make the time as long as possible at 150 ° C. or higher, but this condition is not limited, and conditions such as the size and shape of the vacuum container and the configuration of the electron emitting device, etc. The vacuum vessel can be evacuated under conditions appropriately selected according to the above. The vacuum vessel is preferably evacuated at an extremely low level that does not exceed 1 × 10 −5 pa and more preferably does not exceed 1 × 10 −6 pa.

상술한 안정화 단계 이후 구동을 위해서는, 안정화 단계 종료 이후의 분위기를 유지하는 것이 바람직하지만, 이 분위기는 이에 한정되지 않으며 그 자체 압력이 다소 높아지는 경우에도 유기 물질이 충분히 제거될 수 있다면 안정된 특성을 유지할 수 있다. 이러한 분위기를 채택함으로써, 탄소 및 탄소 화합물이 다시 피착되는 것을 방지하고, 이에 의해 장치 전류(If) 및 방출 전류(Ie)를 안정시킬 수 있다.For driving after the stabilization step described above, it is preferable to maintain the atmosphere after the end of the stabilization step, but this atmosphere is not limited to this, and even if the pressure itself becomes slightly higher, it is possible to maintain stable characteristics if the organic material can be sufficiently removed. have. By adopting such an atmosphere, the carbon and the carbon compound can be prevented from being deposited again, whereby the device current If and the discharge current Ie can be stabilized.

이제, 본 발명을 따르는 전자-방출 장치의 기본적인 특성에 대해 상술될 것이다. 도 5는 본 발명을 따르는 전자-방출 장치의 기본적인 특성을 평가하는 장치를 도시하는 개략도이다. 이 평가 장치는 시스템을 평가하는 것 뿐만 아니라 시스템을 측정하는 장치 특성을 평가하는 기능을 갖는다. 도 5에 있어서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 것들과 같은 요소들은 도 1a 및 도 1b에서 이용된 것들과 같은 참조 번호로 표시된다. 구체적으로 상술하면, 참조 번호(11)는 전자-방출 장치를 구성하는 기판을 나타내고, 참조 번호(12 및 13)는 전극을 나타내며, 참조 번호(14)는 전기 전도성 필름을 나타내고, 그리고 참조 번호(100)는 전자 방출 영역을 나타낸다. 탄소 필름(15)은 편의상 삭제하였다. 게다가, 참조 번호(51)는 전자-방출 장치에 장치 전류 If를 인가하는 전원을 나타내고, 참조 번호(50)는 전극들(12 및 13) 사이의 전기 전도성 필름을 통해 제공되는 장치 전류 If를 측정하는 전류계를 나타내며, 참조 번호(54)는 상기 장치의 전자 방출 영역으로부터 방출된 방출 전류 Ie를 포획하는 음극을 나타낸다. 참조 번호(53)는 상기 음극(54)에 전압을 인가하는 고전압 전원을 나타내고, 참조 번호(52)는 상기 장치의 전자 방출 영역(16)으로부터 방출된 방출 전류 Ie를 측정하는 전류계를 나타낸다. 본 발명을 따르는 상기 장치의 기본적인 특성들은 상기 음극에 1 킬로볼트의 전압을 인가 및 상기 음극과 상기 전자-방출 장치 사이에 2 밀리미터의 거리 H를 유지하는 동안 측정된다.Now, the basic characteristics of the electron-emitting device according to the present invention will be described in detail. 5 is a schematic diagram illustrating an apparatus for evaluating basic characteristics of an electron-emitting device according to the present invention. The evaluation device has a function of evaluating the system as well as evaluating device characteristics of measuring the system. In Fig. 5, elements such as those shown in Figs. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals as those used in Figs. 1A and 1B. Specifically, reference numeral 11 denotes a substrate constituting the electron-emitting device, reference numerals 12 and 13 denote electrodes, reference numeral 14 denotes an electrically conductive film, and reference numeral ( 100 indicates an electron emission region. The carbon film 15 was deleted for convenience. In addition, reference numeral 51 denotes a power source for applying the device current If to the electron-emitting device, and reference numeral 50 measures the device current If provided through the electrically conductive film between the electrodes 12 and 13. Reference numeral 54 denotes a cathode for capturing the emission current Ie emitted from the electron emission region of the device. Reference numeral 53 denotes a high voltage power source for applying a voltage to the cathode 54, and reference numeral 52 denotes an ammeter for measuring the emission current Ie emitted from the electron emission region 16 of the device. The basic characteristics of the device according to the invention are measured while applying a voltage of 1 kilovolt to the cathode and maintaining a distance H of 2 millimeters between the cathode and the electron-emitting device.

기본적인 특성들을 측정하기 위해, 첫번째로 진공 용기는 탄소 또는 탄소 화합물이 새롭게 침전되는 것을 막기 위해 비워지고, 오일을 이용하지 않는 진공 배출 장치, 예를 들어, 흡착 펌프는 결과적으로 장치의 오일이 상기 장치의 특성에 영향을 미치지 않는 진공 용기(55)를 비우기 위한 진공 배출 장치(56)로서 이용된다.In order to measure the basic properties, the vacuum vessel is first emptied to prevent new precipitation of carbon or carbon compounds, and the oil-free vacuum evacuation device, for example the adsorption pump, results in the oil of the device It is used as the vacuum discharge device 56 for emptying the vacuum container 55 which does not affect the characteristics of the.

진공 용기(55)내의 유기 성분의 부분 압력은 전술된 탄소 및 탄소 화합물이 새롭게 증착되지 않는 1 ×10-8 Pa를 초과하지 않는 레벨에서 설정된다. 이 경우, 상기 진공 용기의 내부 표면 및 상기 전자 방출 장치에 의해 흡수되는 유기 성분의 분자를 배출하는 것을 용이하게 하기 위하여 진공 용기를 200℃ 또는 그 이상으로 가열하는 것이 바람직하다.The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel 55 is set at a level which does not exceed 1 x 10 &lt; -8 &gt; Pa, in which the above-described carbon and carbon compound are not newly deposited. In this case, it is preferable to heat the vacuum vessel to 200 ° C. or higher in order to facilitate the discharge of the molecules of the organic component absorbed by the electron emitting device and the inner surface of the vacuum vessel.

도 6은 도 5에 도시된 상기 배출 장치로 측정되는 방출 전류 Ie, 장치 전류 If 및 본 발명을 따르는 전자-방출 장치의 장치 전압 Vf사이의 관계를 도시하는 개략도이다. 도 6에 있어서, 상기 방출 전류 Ie는 상기 장치 전류 If 보다 현저하게 작기 때문에 임의의 단위로 표기된다.FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the emission current Ie, the device current If, and the device voltage Vf of the electron-emitting device according to the present invention measured by the discharge device shown in FIG. In Fig. 6, the emission current Ie is marked in arbitrary units because it is significantly smaller than the device current If.

또한 명백하게 도 6으로부터, 본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치는 후술되는 바와 같이 상기 방출 전류 Ie와 관계하는 3가지 특성을 갖는다.Also apparently from Fig. 6, the electron-emitting device according to the present invention has three characteristics related to the emission current Ie as described below.

첫번째는, 상기 전자-방출 장치는 장치 전압이 어떤 전압 레벨을 초과할 때 상기 방출 전류 Ie는 갑자기 증가하는 반면에 상기 방출 전류 Ie는 전압 레벨이 임계값 전압 Vth를 초과하지 않을 때 대부분 방출된다. 현재, 본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치는 방출 전류 Ie에 정확히 비례하는 상기 임계값 전압을 갖는 비-선형 장치이다.Firstly, the electron-emitting device suddenly increases when the device voltage exceeds a certain voltage level while the emission current Ie is mostly emitted when the voltage level does not exceed the threshold voltage Vth. Currently, the electron-emitting device according to the present invention is a non-linear device having the threshold voltage which is exactly proportional to the emission current Ie.

두번째로, 상기 방출 전류 Ie는 장치 전압 Vf에 의해 천천히 증가하기 때문에 상기 장치 전압 Vf로 제어될 수 있다.Secondly, the emission current Ie can be controlled by the device voltage Vf because it slowly increases by the device voltage Vf.

세번째는, 상기 음극(54)(도 5에 도시)에 의해 포획된 방출 전자의 양은 상기 장치 전압 Vf를 인가하기 위한 시간에 의존한다. 다시 말해서, 음극(54)에 의해 포획된 전자의 양은 상기 장치 전압 Vf를 인가하기 위한 시간에 의해 제어될 수 있다.Third, the amount of emission electrons captured by the cathode 54 (shown in FIG. 5) depends on the time for applying the device voltage Vf. In other words, the amount of electrons captured by the cathode 54 can be controlled by the time for applying the device voltage Vf.

전술한 설명에서 이해한 바와 같이, 본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치는 입력 신호에 의존하여 쉽게 제어될 수 있는 전자 방출 특성을 갖는다. 이 특성을 이용하여, 본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치는 전자 소스 및 전자-방출 장치의 다수를 배열하는 것에 의해 구성되는 이미지-포밍 장치와 같은 다양한 응용기구에 응용 가능하다.As understood from the foregoing description, the electron-emitting device according to the present invention has an electron emission characteristic which can be easily controlled depending on the input signal. Using this feature, the electron-emitting device according to the present invention is applicable to various applications such as an image-forming device constructed by arranging a plurality of electron sources and electron-emitting devices.

도 6은 상기 장치 전류 If 또한 상기 장치 전압 Vf (이후 "MI 특성"으로 간주)에 의해 천천히 증가하는 실시예를 도시하였지만, 상기 장치 전류 If는 저항 특성(이후 "VCNR 특성으로 간주)에 반대하는 전압 제어 종류를 상술할 것이다. 이러한 특성들은 전술된 단계들을 조절하는 것에 의해 제어될 수 있다.FIG. 6 shows an embodiment in which the device current If is also slowly increasing by the device voltage Vf (hereinafter referred to as the “MI characteristic”), but the device current If is opposed to the resistance characteristic (hereinafter referred to as the “VCNR characteristic). The type of voltage control will be described in. These characteristics can be controlled by adjusting the steps described above.

전술된 독특한 특성을 가지며 본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치는 상기 전자 소스 또는 전자-방출 장치의 다수를 배열하는 것으로 구성된 상기 이미지-포밍 장치에서 방출된 전자의 양을 쉽게 제어할 수 있으며, 다양한 응용장치에 이용될 수 있다.The electron-emitting device having the unique characteristics described above and according to the present invention can easily control the amount of electrons emitted from the image-forming device consisting of arranging a plurality of the electron source or the electron-emitting device, and various It can be used for applications.

본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치의 응용 실시예는 후술될 것이다. 전자 소스 또는 이미지-포밍 장치는 기판의 대다수에 있어 본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치를 배열하는 것에 의해 구성될 수 있다.Application embodiments of the electron-emitting device according to the present invention will be described later. The electron source or image-forming device can be constructed by arranging the electron-emitting device according to the invention in the majority of substrates.

전자-방출 장치의 다양한 배열이 채택될 것이다. 예를 들어, 전자-방출 장치의 대부분을 평행하게 배열하고 양쪽의 끝이 접속해 있는 사다리 종류, 많은 라인(한 방향)으로 배열된 전자-방출 장치, 및 한 방향과 전술된 전자-방출 장치에 수직하는 방향(행 방향)으로 놓여져 있는 전극들(격자 전극들)로 제어되고 움직이는 상기 전자-방출 장치의 전자들이 있다. 이 배열과 독립적으로, 배열은 매트릭스, 일반적으로 X방향에 와이어로 접속되어 있는 라인에 배열되는 다수의 전자-방출 장치, 및 일반적으로 Y방향에 와이어로 접속되어 있는 다수의 전자-방출 장치의 다른 종류의 전극을 형성 하도록 X 방향과 Y방향으로 배열되는 다수의 전자-방출 장치에 있다. 그러한 배열은 심플 매트릭스 배열이라고 불리운다. 상기 심플 매트릭스 배열에 대해서는 후술될 것이다.Various arrangements of electron-emitting devices will be employed. For example, most of the electron-emitting devices may be arranged in parallel, and ladder types having both ends connected to each other, electron-emitting devices arranged in many lines (one direction), and one-way and the above-mentioned electron-emitting devices. There are electrons of the electron-emitting device that are controlled and move with electrodes (lattice electrodes) lying in a vertical direction (row direction). Independently of this arrangement, the arrangement is different from that of a plurality of electron-emitting devices arranged in a matrix, generally a line connected with wires in the X direction, and a plurality of electron-emitting devices generally connected with wires in the Y direction. There are a number of electron-emitting devices arranged in the X and Y directions to form a kind of electrode. Such an array is called a simple matrix array. The simple matrix arrangement will be described later.

본 발명을 따르는 상기 전자-방출 장치는 전술된 바와 같이 3가지의 특성이 있다. 구체적으로 말해서, 상기-전자 방출 장치로부터 방출된 전자들은 상기 임계 전압을 초과하는 전압까지 서로 반대의 상기 장치 전극에 인가되는 펄스 전압의 진폭 및 폭으로 제어될 수 있다. 한편 전압은 임계 전압을 초과하지 않으며, 다시 말해서 상기 전자-방출 장치로부터 전자들은 대부분 방출된다. 이 특성은 전자-방출 장치를 선택하고 많은 전자-방출 장치가 배열될 때 상기 전자-방출 장치 각각에 적당한 펄스 전압을 인가하는 것에 의해 입력 신호에 의존하는 방출된 전자의 양을 제어하는 것을 가능하게 한다.The electron-emitting device according to the present invention has three characteristics as described above. Specifically, the electrons emitted from the electron-emitting device can be controlled by the amplitude and width of the pulse voltage applied to the device electrodes opposite to each other up to a voltage exceeding the threshold voltage. On the other hand, the voltage does not exceed the threshold voltage, that is, most of the electrons are emitted from the electron-emitting device. This property makes it possible to control the amount of emitted electrons dependent on the input signal by selecting an electron-emitting device and applying an appropriate pulse voltage to each of the electron-emitting devices when many of them are arranged. do.

도 12를 참고하여, 본 발명을 따르는 상기 다수의 전자-방출 장치를 배열하는 것에 의헤 획득된 전자 소스 기판에 대해 설명 될 것이다. 도 12에 있어서, 참조 번호(121)는 전자소스 기판을 나타내고, 참조 번호(122)는 X방향의 와이어를 나타내며, 참조 번호(123)는 Y방향의 와이어를 나타낸다. 참조 번호(124)는 상기 발명을 따르는 전자-방출 장치를 나타내고 참조 번호(125)는 와이어링을 나타낸다.Referring to Fig. 12, an electron source substrate obtained by arranging the plurality of electron-emitting devices according to the present invention will be described. In Fig. 12, reference numeral 121 denotes an electron source substrate, reference numeral 122 denotes a wire in the X direction, and reference numeral 123 denotes a wire in the Y direction. Reference numeral 124 denotes an electron-emitting device according to the invention and reference numeral 125 denotes wiring.

X 방향으로 m개의 Dx1, Dx2, ... Dxm의 요소가 배열되는 상기 와이어(122)는 진공 증착 방법, 프린팅 방법 또는 스퍼터링 프로세스에 의해 형성되는 전기 전도성 금속 또는 유사한 것으로 구성된다. 어떤 물질, 와이어의 필름 두께와 폭은 적절하게 설계된다. Y방향으로 n개의 Dy1, Dy2, ... Dyn의 요소가 배열되는 상기 와이어(123)는 X 방향의 와이어(122)와 유사하게 형성된다. 절연 층(도시되지 않음)은 상기 와이어(123)로부터 상기 와이어(122)를 분리시키기 위해 X 방향의 m개의 와이어(122)와 Y 방향의 n개의 와이어(123)(m 및 n 은 양의 정수) 사이에 형성된다.The wire 122 in which m elements Dx1, Dx2, ... Dxm are arranged in the X direction is composed of an electrically conductive metal or the like formed by a vacuum deposition method, a printing method or a sputtering process. In any material, the film thickness and width of the wire is appropriately designed. The wire 123 in which n elements Dy1, Dy2, ... Dyn are arranged in the Y direction is formed similarly to the wire 122 in the X direction. An insulating layer (not shown) is used to separate the wires 122 from the wires 123, m wires 122 in the X direction, and n wires 123 in the Y direction (m and n are positive integers). Formed between).

SiO2 또는 유사한 것으로 구성된 상기 절연 층(도시되지 않음)은 상기 진공 증착 방법, 프린팅 방법 또는 스퍼터링 프로세스에 의해 형성된다. 상기 절연 층은 예를 들어, X 방향에 형성되는 상기 와이어(122)의 기판(121)의 표면 전체 또는 일부에 요구된 형태로 형성되고, 상기 층의 두께, 물질 및 제조 방법은 결과적으로 상기 층이 X 방향의 와이어(122)와 Y 방향의 와이어(123)사이에 교차하는 부분에서의 전위 차이를 견딜 수 있도록 선택된다. X 방향의 와이어(122)와 Y 방향의 와이어(123)은 외부 터미널로, 각각 끌어내어진다.The insulating layer (not shown) consisting of SiO 2 or the like is formed by the vacuum deposition method, printing method or sputtering process. The insulating layer is formed, for example, in the required shape on the whole or part of the surface of the substrate 121 of the wire 122 formed in the X direction, and the thickness, material and manufacturing method of the layer consequently result in the layer. The electric potential difference at the portion intersecting between the wire 122 in the X direction and the wire 123 in the Y direction is selected. The wire 122 in the X direction and the wire 123 in the Y direction are drawn to the external terminal, respectively.

상기 전자-방출 장치(124)를 구성하는 장치 전극의 쌍(도시되지 않음)은 전기 전도성 금속 또는 유사한 것으로 만들어진 상기 와이어링(125)을 통해 전기적으로 X 방향의 m개의 와이어(122)와 Y 방향의 n개의 와이어(123)에 접속된다.The pair of device electrodes (not shown) constituting the electron-emitting device 124 are electrically connected to the m wires 122 in the X direction and the Y direction through the wiring 125 made of an electrically conductive metal or the like. N wires 123 are connected.

X 방향의 와이어(122), Y 방향의 와이어(123), 상기 와이어링(125) 및 상기 장치 전극의 쌍을 구성하기 위해 사용된 물질의 구성 요소 전부 또는 일부는 서로 같거나 또는 다를 것이다. 이러한 물질은 예를 들어, 전술된 장치 전극들에 대한 물질들로부터 적절하게 선택된다. 상기 장치 전극의 물질들이 와이어의 것과 같을때, 상기 장치 전극에 접속된 와이어들은 상기 장치 전극으로 불리워질 것이다.All or some of the components of the material used to form the wire 122 in the X direction, the wire 123 in the Y direction, the wiring 125 and the device electrode will be the same or different from each other. Such material is suitably selected from, for example, the materials for the device electrodes described above. When the materials of the device electrode are the same as those of the wire, the wires connected to the device electrode will be called the device electrode.

X 방향의 와이어(122)는 X 방향에 배열된 상기 전자-방출 장치(124)의 라인을 선택하기 위해 스캐닝 신호를 인가하는 스캐닝 신호 인가 장치(도시되지 않음)에 접속된다. 다시 말해서, Y 방향의 와이어(123)는 상기 입력 신호를 따라 Y 방향에 배열된 상기 전자-방출 장치(124)의 각 행을 변조하는 변조 신호 발생 장치(도시되지 않음)에 접속된다. 드라이빙(driving) 전압은 상기 스캐닝 신호와 상기 전자-방출 장치에 인가된 변조 신호사이의 전압차만큼 각 전자-방출 장치에 인가된다.The wire 122 in the X direction is connected to a scanning signal applying device (not shown) that applies a scanning signal to select a line of the electron-emitting device 124 arranged in the X direction. In other words, the wire 123 in the Y direction is connected to a modulation signal generator (not shown) that modulates each row of the electron-emitting device 124 arranged in the Y direction along the input signal. A driving voltage is applied to each electron-emitting device by the voltage difference between the scanning signal and the modulation signal applied to the electron-emitting device.

전술된 구성은 개별적인 장치를 선택하고 독립적으로 심플 매트릭스 와이어링을 이용하는 상기 장치를 드라이브하는 것을 가능하게 한다.The above described configuration makes it possible to select individual devices and drive the devices independently using simple matrix wiring.

도 13, 14 및 15를 참고하여, 심플 매트릭스 배열과 같은 전자 소스를 이용하여 형성되는 이미지-포밍 장치에 대해 상술할 것이다. 도 13은 상기 이미지-포밍 장치의 디스플레이 패널의 실시예를 도시하는 개략도이고, 도 14A 및 도 14B는 도 13에 도시된 상기 이미지-포밍 장치에 있어 이용된 형광 필름을 도시한 개략도이다. 도 15는 NTSC 시스템의 TV 신호를 따르는 디스플레이에 대한 드라이빙 회로를 예시화하는 블럭도이다. 도 12에 도시된 것과 같은 구성요소들은 상기 같은 참조 번호에 의해 나타내지고 실제로는 도시되지 않는다. 편의상, 전기 전도성 필름(14) 및 전기 전도성 필름(15)은 삭제하였다.13, 14 and 15, an image-forming apparatus formed using an electron source such as a simple matrix arrangement will be described in detail. FIG. 13 is a schematic diagram showing an embodiment of a display panel of the image-forming apparatus, and FIGS. 14A and 14B are schematic diagrams showing a fluorescent film used in the image-forming apparatus shown in FIG. 15 is a block diagram illustrating a driving circuit for a display that follows a TV signal of an NTSC system. Components such as those shown in FIG. 12 are represented by the same reference numerals and are not actually shown. For convenience, the electrically conductive film 14 and the electrically conductive film 15 are deleted.

도 13에 있어서, 참조 번호(131)는 상기 전자 소스 기판(121)이 고정된 후방 플레이트를 나타내고, 참조 번호(136)는 유리 기판(133)의 내부 표면 위에 형성되 있는 형광 필름(134), 금속 막(135) 등이 있는 전방 플레이트를 나타낸다. 참조 번호(132)는 후방 플레이트(131) 및 전방 플레이트(136)가 용융된 유리 또는 그와 유사한 것을 이용하여 접속되는 지지 프레임을 나타낸다. 참조 번호(138)는 예를 들어, 10 분 또는 그 이상동안 400 내지 500℃ 온도 범위 이내에서 접합에 의해 구성되는 엔클로우저를 나타낸다.In FIG. 13, reference numeral 131 denotes a rear plate to which the electron source substrate 121 is fixed, and reference numeral 136 denotes a fluorescent film 134 and a metal formed on an inner surface of the glass substrate 133. An anterior plate with membrane 135 and the like is shown. Reference numeral 132 denotes a support frame to which the rear plate 131 and the front plate 136 are connected using molten glass or the like. Reference numeral 138 denotes an enclosure configured by bonding within the 400 to 500 ° C. temperature range, for example, for 10 minutes or longer.

상기 엔클로우저(138)는 전술된 바와 같이 상기 전방 플레이트(136), 상기 지지 플레임(132) 및 후방 플레이트로 구성된다. 상기 후방 플레이트(131)는 주로 상기 전자 소스 기판(121)을 강화시키기 위해 놓여지기 때문에, 상기 후방 플레이트(131)는 상기 기판(121)자체가 충분한 강도를 가질 때는 불필요하다. 구체적으로 말하면, 상기 지지 플레임(132)은 상기 기판(121)에 직접적으로 봉해질 것이고, 상기 엔클로우저(138)는 상기 전방 플레이트(136), 상기 지지 플레임(132) 및 상기 기판(121)로 구성될 것이다. 다시 말해서, 상기 엔클로우저(138)는 상기 전방 플레이트(136)와 상기 후방 플레이트(131) 사이에 스페이서(도시되지 않음)라 불리는 지지 구성요소를 놓는 것에 의해 대기압에 대해 충분한 강도를 갖는 것으로 구성될 수 있다.The enclosure 138 consists of the front plate 136, the support frame 132 and the rear plate as described above. Since the back plate 131 is mainly placed to reinforce the electron source substrate 121, the back plate 131 is unnecessary when the substrate 121 itself has sufficient strength. Specifically, the support frame 132 will be sealed directly to the substrate 121, the enclosure 138 is the front plate 136, the support frame 132 and the substrate 121 It will consist of. In other words, the enclosure 138 is configured to have sufficient strength against atmospheric pressure by placing a support component called a spacer (not shown) between the front plate 136 and the rear plate 131. Can be.

도 14A 및 도 14B는 형광 필름을 도시하는 개략도이다. 형광 필름(134)은 상기 필름이 단색일 때에 형광 물질로 구성될 수 있다. 색 형광 필름은 블랙 스트라이프(도 14A) 또는 블랙 매트릭스(도 14B) 및 형광 물질(142)로 불리우는 블랙 전기 전도성 물질(141)로 구성될 수 있다. 상기 블랙 스트라이트 또는 상기 블랙 매트릭스는 색 디스플레이에 있어 필수적인 3가지 주요색의 형광 물질(142)중에서 검정색으로 코팅된 테두리에 의해 색 혼합이 두드러지지 않도록 만들기 위해 배치되고 상기 형광 필름(134)에 의해 반사된 외부 광선들에 의해 콘트라스트가 더 낮아지는 것을 방지한다. 상기 블랙 전기 전도성 물질(141)중 이용될 수 있는 것은 전기적으로 전도되고 대부분 전송되며 또는 광을 반사시키는 물질이며, 게다가 일반적으로 이용되는 중요한 성분으로서 그래파이트(grapite)를 갖는 물질이다.14A and 14B are schematic diagrams showing fluorescent films. The fluorescent film 134 may be made of a fluorescent material when the film is monochromatic. The color fluorescent film may be comprised of a black electrically conductive material 141 called black stripe (FIG. 14A) or black matrix (FIG. 14B) and fluorescent material 142. The black stripe or the black matrix is arranged to make the color mixing not stand out by the black coated edges among the three primary color fluorescent materials 142 essential for color display and reflected by the fluorescent film 134. The contrast is prevented from being lowered by the external rays. Among the black electrically conductive materials 141 that can be used are materials that are electrically conductive and mostly transmitted or reflect light, and in addition, are materials having graphite as an important component generally used.

배치 방법에 있어서, 프린팅 방법 또는 그와 유사한 방법은 상기 필름이 단색 또는 다색 이던지간에 상기 형광 물질을 상기 유리 기판(133)에 인가하기 위해 채택될 수 있다. 금속 막(135)은 일반적으로 상기 형광 필름(134)의 내부 표면에 배치된다. 상기 금속막을 배치하는 목적은 상기 유리 기판(133)을 향해 거울 반사에 의해 형광 물질로부터 방출된 광을 상기 내부 표면의 외부를 향해 이동하는 광 휘도를 강화하기 위한 것이고, 전압을 가속하는 전자 빔의 응용을 위한 전극으로서 광을 만들며, 상기 엔클로우저 에서 생산된 음이온의 충격에 의한 손상으로부터 형광 물질을 보호하기 위한 것 등이다. 상기 금속 막은 상기 형광 필름을 형성한 후에 진공 증착 또는 그와 유사한 것에 의해 Al을 증착하는 상기 형광 필름의 내부 표면을 부드럽게 처리(일반적으로 "필르밍"이라 명칭)함으로서 제조된다.In the placement method, a printing method or a similar method may be employed to apply the fluorescent material to the glass substrate 133 whether the film is monochromatic or multicolored. The metal film 135 is generally disposed on the inner surface of the fluorescent film 134. The purpose of disposing the metal film is to enhance the light brightness of moving the light emitted from the fluorescent material toward the glass substrate 133 by the mirror reflection toward the outside of the inner surface, and to accelerate the voltage of the electron beam. It is to make light as an electrode for the application, and to protect the fluorescent material from damage caused by the impact of negative ions produced in the enclosure. The metal film is prepared by smoothing (generally named "pilling") the inner surface of the fluorescent film which deposits Al by vacuum deposition or the like after forming the fluorescent film.

더군다나, 상기 전방 플레이트(136)는 상기 형광 필름(134)의 전기 전도성을 강화하기 위해 상기 형광 필름(134)의 외부 표면에 배치된 투명 전극(도시되지 않음)을 포함한다.Furthermore, the front plate 136 includes a transparent electrode (not shown) disposed on an outer surface of the fluorescent film 134 to enhance the electrical conductivity of the fluorescent film 134.

상기 색 형광 필름의 경우에 있어서, 각 전자-방출 장치에 각 컬러의 형광 물질을 수반하는 것은 필수적이며, 충분한 위치결정도 전술된 봉함 단계에 있어 필수 불가결 한 것이다.In the case of the color fluorescent film, it is essential that each electron-emitting device carries a fluorescent material of each color, and sufficient positioning is indispensable for the above-mentioned sealing step.

도 13에 도시된 상기 이미지 포밍 장치는 예를 들어, 후술되는 바와 같이 제조된다.The image forming apparatus shown in FIG. 13 is manufactured, for example, as described below.

상기 엔클로우저(138)는 그것이 1 ×10-5 Pa 진공 상태의 대기로 채워지고 충분히 작은 유기 물질을 포함할 때까지 그것의 내부가 이온 펌프 또는 전술된 안정화 단계에서의 배출처럼 오일을 이용하지 않는 흡착 펌프와 같은 배출 장치로 적절하게 열을 가하는 동안 비워진 후에 밀폐된다. 게터 처리는 상기 엔클로우저(138)를 밀폐한 후에 진공 상태를 유지하기 위해 실행된다. 이것은 저항 히터 또는 고주파 히터로 상기 엔클로우저(138)내의 예정된 위치에 배치된 게터(도시되지 않음)를 가열함으로서 상기 엔클로우저(138)를 밀폐시킨후 배치된 필름을 형성하기 위해 실행된다. 상기 게터는 일반적으로 Ba 또는 그와 유사한 것의 중요한 요소를 가지며, 예를 들어, 배치된 필름의 기능을 흡착하는 것에 의해 1 ×10-5 Pa보다 낮지 않은 높은 진공 상태를 유지하기 위하여 제공한다.The enclosure 138 does not use oil as its exhaust inside the ion pump or the stabilization stage described above until it is filled with an atmosphere of 1 × 10-5 Pa vacuum and contains sufficiently small organic matter. It is sealed after being emptied during proper heating with a drainage device such as an adsorption pump. Getter processing is performed to maintain a vacuum after closing the enclosure 138. This is done to seal the enclosure 138 and to form the placed film by heating a getter (not shown) disposed in a predetermined position within the enclosure 138 with a resistance heater or a high frequency heater. The getter generally has an important element of Ba or the like and serves to maintain a high vacuum not lower than 1 × 10 −5 Pa, for example by adsorbing the function of the placed film.

다음 단계에서, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 심플 매트릭스 배열의 전자 소스를 이용하여 구성되는 디스플레이 패널위에 상기 NTC 시스템의 TV 신호로 TV 디스플레이에 대한 드라이빙 회로를 구성하는 실시예를 상술할 것이다. 도 15에 있어서, 참조 번호(151)는 디스플레이 패널을 나타내고, 참조 번호(152)는 스캐닝 회로를 나타내며, 참조 번호(153)는 컨트롤 회로를 나타내고, 참조 번호(154)는 시프트 레지스터를 나타내며, 참조 번호(155)는 선형 메모리를 나타내고, 참조 번호(156)는 동시발생하는 신호 분리대 회로를 나타내며, 참조 번호(157)는 변조 신호 발생기를 나타내고, 참조 심볼 Vx 및 Va는 DC 전압원을 가리킨다.In the next step, an embodiment of configuring a driving circuit for a TV display with a TV signal of the NTC system on a display panel constructed by using the electron source of the simple matrix arrangement as shown in FIG. 15 will be described. In Fig. 15, reference numeral 151 denotes a display panel, reference numeral 152 denotes a scanning circuit, reference numeral 153 denotes a control circuit, reference numeral 154 denotes a shift register, and reference Reference numeral 155 denotes a linear memory, reference numeral 156 denotes a simultaneous signal separator circuit, reference numeral 157 denotes a modulated signal generator, and reference symbols Vx and Va denote DC voltage sources.

상기 디스플레이 패널(151)은 Dxm을 통해 터미널 Dx1, Dyn을 통해 터미널 Dy1 및 고전압 터미널(137)을 경유하여 외부 전기 회로에 접속되어 있다. Dxm을 통해 인가된 터미널 Dx1은 m개의 라인과 n개의 행 매트릭스내에 와이어드된 전자-방출 장치의 그룹을 정렬(n 개의 장치)함으로써 연속적으로 드라이브되는 상기 디스플레이 패널(151)내에 배치된 전자 소스를 드라이브하는 스캐닝 신호이다. Dyn 을 통해 인가된 상기 터미날 Dy1은 상기 스캐닝 신호에 의해 선택된 라인내에 전자-방출 장치로부터의 전자 빔 출력을 컨트롤 하기 위한 변조 신호이다. DC전압원 Va에서 고전압 터미널(137)까지 제공된것은 DC 전압, 예를 들어 상기 형광 물질을 여기시키기 위해 충분한 에너지를 상기 전자-방출 장치로부터 방출된 전자 빔을 제공하는 가속 전압, 10 킬로볼트이다.The display panel 151 is connected to an external electrical circuit via terminals Dx1 through Dxm and via Dyn1 and high voltage terminal 137 through Dyn. Terminal Dx1 applied through Dxm drives an electron source disposed within the display panel 151 that is continuously driven by aligning (n devices) a group of wired electron-emitting devices in m lines and n row matrices. Is a scanning signal. The terminal Dy1 applied via Dyn is a modulation signal for controlling the electron beam output from the electron-emitting device in the line selected by the scanning signal. Provided from the DC voltage source Va to the high voltage terminal 137 is an accelerating voltage, 10 kilovolts, which provides an electron beam emitted from the electron-emitting device with sufficient energy to excite the DC voltage, for example the fluorescent material.

이제, 상기 스캐닝 회로(152)에 대해 상술할 것이다. 이 회로는 n개의 스위칭 소자(도 15에서 S1부터 Sm에 의해 개략적으로 도시)로 구성된다. 상기 스위칭 소자들은 상기 DC전압원 Vx로부터의 출력 전압 또는 0 볼트(그라운드 상태)를 선택하고 전지적으로 디스플레이 패널(151)에 Dxm을 통해 터미널 Dx1에 접속된다. 스위칭 소자 S1에서 Sm은 상기 컨트롤 회로(153)으로부터의 기본적인 컨트롤 신호 Tscan 출력에 대해 오퍼레이션하고 예를 들어, FET와 같은 스위칭 소자와 결합에 의해 구성될 수 있다.Now, the scanning circuit 152 will be described in detail. This circuit consists of n switching elements (shown schematically by S1 to Sm in FIG. 15). The switching elements select the output voltage from the DC voltage source Vx or 0 volts (ground state) and are electrically connected to the terminal Dx1 via Dxm to the display panel 151. Sm in switching element S1 may be configured by operating on the basic control signal Tscan output from the control circuit 153 and in combination with a switching element such as, for example, a FET.

전자 방출 소자의 특성(전자 방출을 위한 임계치 전압)을 기초로, DC 전압원(Vx)는 주사되지 않은 소자에 인가된 구동 전압을 전자 방출을 위한 임계치 전압보다 작게 유지하기 위하여 그와 같은 일정 전압을 출력하도록 설정된다.Based on the characteristics of the electron emitting device (threshold voltage for electron emission), the DC voltage source Vx uses such a constant voltage to maintain the driving voltage applied to the non-scanned device below the threshold voltage for electron emission. It is set to output.

제어 회로(153)는 외부로부터 입력된 화상 신호에 기초하여 화상이 적절히 디스플레이되도록 부재들의 동작을 정합시키는 기능을 갖고 있다. 제어 회로(153)는 동기화 신호 분리기 회로(156)로부터 전송된 동기화 신호(Tsync)에 기초하여 부재들에 대한 제어 신호들(Tscan, Tsft, Tmry)을 발생시킨다.The control circuit 153 has a function of matching the operations of the members so that the image is appropriately displayed based on the image signal input from the outside. The control circuit 153 generates control signals Tscan, Tsft, and Tmry for the members based on the synchronization signal Tsync transmitted from the synchronization signal separator circuit 156.

동기화 신호 분리기 회로(156)는 외부로부터 입력된 NTSC 시스템의 TV 신호로부터 동기화 신호 성분과 휘도 신호 성분을 분리시키는 회로로서, 일반적인 주파수 분리기 회로(필터)로 구성될 수 있다. 동기화 신호 분리기 회로(156)에 의해 분리된 동기화 신호는 수직 동기화 신호와 수평 동기화 신호로 이루어져 있지만, 여기서는 편의상 동기화 신호는 Tsyn으로 표시된다. TV 신호로부터 분리된 화상의 휘도 신호 성분은 편의상 DATA 신호로 표시된다. 이 DATA 신호는 시프트 레지스터(154)에 입력된다.The synchronization signal separator circuit 156 is a circuit for separating the synchronization signal component and the luminance signal component from the TV signal of the NTSC system input from the outside, and may be configured as a general frequency separator circuit (filter). The synchronization signal separated by the synchronization signal separator circuit 156 consists of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal, but for the sake of convenience, the synchronization signal is denoted by Tsyn. The luminance signal component of the image separated from the TV signal is represented as a DATA signal for convenience. This DATA signal is input to the shift register 154.

시프트 레지스터(154)는 시계열로 입력되는 전술한 DATA 신호의 화상의 라인당 직렬/병렬 변환을 위해 사용되며, 제어 회로(153)로부터 전송된 제어 신호(Tsft)에 기초하여 동작한다(즉, 제어 신호(Tsft)는 시프트 레지스터(154)의 시프트 클럭이라고 말할 수 있음). 직렬/병렬 변환 처리된 화상 라인의 데이터(n개의 전자 방출 소자에 대응)는 스프트 레지스터(154)로부터 n개의 병렬 신호(Id1 내지 Idn)로서 출력된다,The shift register 154 is used for per line serial / parallel conversion of the image of the above-described DATA signal input in time series, and operates based on the control signal Tsft transmitted from the control circuit 153 (ie, control). Signal Tsft can be referred to as the shift clock of shift register 154). The data (corresponding to n electron emitting elements) of the image line subjected to serial / parallel conversion processing is output as n parallel signals Id1 to Idn from the shift register 154.

라인 메모리(155)는 제어 회로(153)로부터 전송된 제어 신호(Tmry)에 따라서 요구 시간 동안 화상 라인의 데이터를 저장하고 Id1 내지 Idn의 내용을 적당히 저장하는 메모리이다. 저장된 내용은 Id'1 내지 Id'n으로서 출력되어 변조 신호 발생기(157)에 입력된다.The line memory 155 is a memory that stores the data of the image line for a required time and appropriately stores the contents of Id1 to Idn according to the control signal Tmry transmitted from the control circuit 153. The stored contents are output as Id'1 to Id'n and input to the modulated signal generator 157.

변조 신호 발생기(157)는 각 화상 데이터(Id'1 내지 Id'n)에 따라서 각 전자 방출 소자를 적당히 구동하고 변조하는 신호원이며, 변조 신호 발생기(157)로부터의 출력 신호는 단자(Dy1 내지 Dyn)를 통해 디스플레이 패널(151)내의 전자 방출 소자에 인가된다.The modulated signal generator 157 is a signal source for appropriately driving and modulating each of the electron emission elements in accordance with the respective image data Id'1 to Id'n, and the output signal from the modulated signal generator 157 is connected to the terminals Dy1 to. Dyn) to the electron emission element in the display panel 151.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 방출 소자는 방출 전류(Ie)의 다음과 같은 기본적인 특성을 갖고 있다. 즉, 전자 방출 소자는 전자 방출을 위한 명백한 임계치 전압(Vth)을 갖고 있으며, Vth보다 높은 전압이 인가될 때에만 전자를 방출한다. 전자 방출을 위한 임계치보다 높은 전압에서는 소자에 인가된 전압의 변화에 종속적으로 방출 전류도 변한다. 전자 방출 소자에 펄스 전압이 인가될 때, 전자 방출을 위한 임계치보다 낮은 전압이 인가되는 경우에는 소자는 전자를 방출하지 않으나, 높은 전압이 인가되는 경우에는 소자는 전자를 방출한다. 이 단계에서 펄스의 최고치를 변화시킴으로써 출력 전자빔의 세기를 제어할 수 있다. 더욱이, 펄스의 폭(Pw)을 변화시킴으로써 출력 전자빔의 총 전하량을 제어할 수 있다.As described above, the electron emission device according to the present invention has the following basic characteristics of the emission current Ie. That is, the electron emitting device has an apparent threshold voltage Vth for electron emission and emits electrons only when a voltage higher than Vth is applied. At voltages above the threshold for electron emission, the emission current also changes depending on the change in voltage applied to the device. When a pulse voltage is applied to the electron emitting device, the device does not emit electrons when a voltage lower than the threshold for electron emission is applied, but when the high voltage is applied, the device emits electrons. At this stage, the intensity of the output electron beam can be controlled by changing the peak of the pulse. Furthermore, the total charge amount of the output electron beam can be controlled by changing the width Pw of the pulse.

따라서, 전자 방출 소자를 입력 신호에 종속적으로 변조하는 시스템으로서 전압 변조 시스템이나 펄스폭 변조 시스템 등이 채택될 수 있다. 전압 변조 시스템을 채택하는데는, 한정된 길이를 가진 전압 펄스를 발생하고 입력 데이터에 종속적으로 전압 펄스의 최고치를 적당히 변조할 수 있는 전압 변조형 회로가 변조 신호 발생기(157)로 이용될 수 있다. 펄스폭 변조 시스템을 채택하는데는, 한정된 최고치를 가진 전압 펄스를 발생하고 입력 데이터에 종속적으로 전압 펄스의 폭을 적당히 변조할 수 있는 펄스폭 변조형 회로가 변조 신호 발생기(157)로 이용될 수 있다.Therefore, a voltage modulation system, a pulse width modulation system, or the like can be adopted as a system for modulating the electron emission element dependently on the input signal. In adopting a voltage modulation system, a voltage modulation type circuit that can generate a voltage pulse having a finite length and appropriately modulate the maximum value of the voltage pulse in dependence on the input data can be used as the modulation signal generator 157. In adopting the pulse width modulation system, a pulse width modulation circuit capable of generating a voltage pulse having a limited peak and suitably modulating the width of the voltage pulse in dependence on the input data can be used as the modulation signal generator 157. .

시프트 레지스터(154)와 라인 메모리(155)는 디지털 신호형이나 아날로그 신호형이 될 수 있다. 이것은 시프트 레지스터와 라인 메모리가 소정 속도로 화상 신호의 직렬/병렬 변환과 저장 동작을 수행하기만 하면 충분하기 때문이다.The shift register 154 and the line memory 155 may be a digital signal type or an analog signal type. This is because the shift register and the line memory are sufficient to perform serial / parallel conversion and storage operations of the image signal at a predetermined speed.

디지털 신호형 시프트 레지스터와 라인 메모리가 이용되는 경우에는 동기화 신호 분리기 회로(156)로부터의 출력 신호(DATA)를 디지털 신호로 변환시킬 필요가 있으며, 이를 위해서는 동기화 신호 분리기 회로(156)의 출력부에 A/D 변환기를 배치하는 것만으로도 충분하다. 이들 신호와 관련하여, 변조 신호 발생기(157)로 이용될 회로는 라인 메모리(155)가 디지털 신호인가 아니면 아날로그 신호인가에 따라 약간 다르다. 디지털 신호를 사용하는 전압 변조 시스템의 경우에는, 예컨대 D/A 컨버터 회로가 변조 신호 발생기(157)로 사용되고, 통상적인 요구로서 증폭기 회로 등이 부가된다. 펄스폭 변조 시스템의 경우에는, 예컨대 고속 발진기, 이 발진기로부터 출력된 파수를 카운트하는 카운터, 및 이 카운터로부터의 출력값을 메모리의 출력값과 비교하는 비교기의 조합으로 구성된 회로가 변조 신호 발생기(157)로 이용된다. 통상적인 요구로서, 펄스폭 변조되어 비교기로부터 출력된 변조 신호를 전자 방출 소자의 구동 전압으로 전압 증폭하는 동작을 수행하는 증폭기를 부가할 수 있다.When a digital signal type shift register and a line memory are used, it is necessary to convert the output signal DATA from the synchronization signal separator circuit 156 into a digital signal. It is enough to just place a / D converter. With respect to these signals, the circuit to be used as the modulated signal generator 157 is slightly different depending on whether the line memory 155 is a digital signal or an analog signal. In the case of a voltage modulation system using a digital signal, for example, a D / A converter circuit is used as the modulation signal generator 157, and an amplifier circuit or the like is added as a normal requirement. In the case of a pulse width modulation system, for example, a circuit composed of a combination of a high speed oscillator, a counter for counting the number of waves output from the oscillator, and a comparator for comparing the output value from the counter with the output value of the memory is provided to the modulation signal generator 157. Is used. As a general requirement, an amplifier may be added that performs an operation of voltage amplifying a modulated signal pulse-width modulated and output from a comparator to a drive voltage of an electron-emitting device.

아날로그 신호를 사용하는 전압 변조 시스템의 경우에는, 예컨대 연산 증폭기 등을 이용하는 증폭기 회로가 변조 신호 발생기(157)로서 이용되며, 통상적인 요구로서 레벨 시프트 회로 등이 부가될 수 있다. 펄스폭 변조 시스템의 경우에는, 전압 제어형 발진기 회로(VCO)가 채택될 수 있고, 통상적인 요구로서, 전자 방출 소자의 구동 전압으로의 전압 증폭을 수행하는 증폭기가 부가될 수 있다.In the case of a voltage modulation system using an analog signal, an amplifier circuit using, for example, an operational amplifier or the like is used as the modulation signal generator 157, and a level shift circuit or the like can be added as a general requirement. In the case of a pulse width modulation system, a voltage controlled oscillator circuit (VCO) can be employed, and as a general requirement, an amplifier can be added that performs voltage amplification to the drive voltage of the electron-emitting device.

전술한 구성을 가질 수 있는 본 발명에 따른 화상 형성 장치에서는 밀봉체의 외부 단자(Dx1 내지 Dxm, Dy1 내지 Dyn)를 통해 전자 방출 소자에 전압을 인가함으로써 전자가 방출된다. 동시에, 고전압 단자(137)를 통해 메탈 백(135) 또는 투명 전극(미도시)에 고전압을 인가함으로써 전자빔이 가속된다. 가속된 전자는 형광막(134)에 충격을 줌에 따라 이 형광막은 빛을 내면서 화상을 형성한다.In the image forming apparatus according to the present invention, which can have the above-described configuration, electrons are emitted by applying a voltage to the electron emission element through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn of the sealing body. At the same time, the electron beam is accelerated by applying a high voltage to the metal back 135 or the transparent electrode (not shown) through the high voltage terminal 137. As the accelerated electrons impact the fluorescent film 134, the fluorescent film emits light to form an image.

전술한 화상 형성 장치의 구성은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일례로서 본 발명에 따른 기술에 기초하여 여러 가지로 변경될 수 있다. NTSC 시스템의 입력 신호가 전술되었지만, 이 입력 신호에 한정되는 것은 아니며, PAL 시스템이나 SECAM 시스템의 신호, 또는 주사 라인수가 더 많은 기타 다른 TV 신호(예컨대 MUSE 시스템과 같은 고품격 TV의 신호)를 채택할 수 있다.The configuration of the above-described image forming apparatus can be variously changed based on the technique according to the present invention as an example of the image forming apparatus according to the present invention. Although the input signal of an NTSC system has been described above, it is not limited to this input signal, and may adopt a signal of a PAL system or a SECAM system, or other TV signal having a larger number of scanning lines (for example, a signal of a high quality TV such as a MUSE system). Can be.

이제, 도 16과 17을 참조로 전술한 사다리형 전자원과 화상 형성 장치에 대해서 설명한다.Now, the above described ladder type electron source and image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 16 and 17.

도 16은 사다리형 구성의 전자원을 구체화한 개략도이다. 도 16에서, 도면 부호 160은 전자원 기판, 161은 전자 방출 소자를 표시한다. 도면 부호 162는 전자 방출 소자(161)를 연결하기 위한 외부 단자로서 인출되는 공통 와이어(D1 내지 D10)를 표시한다. 전자 방출 소자(161)는 기판(160)상의 x 방향에서 병렬로 다수개(소자 라인이라고 함) 배치된다. 소자 라인은 다수개 배치되어 전자원을 구성한다. 소자 라인들은 구동 전압을 공통 와이어에 인가함으로써 독립적으로 구동될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 전자 방출을 위한 임계치 전압보다 높은 전압이 전자빔을 방출할 소자 라인에 인가되고, 전자 방출을 위한 임계치 전압보다 낮은 전압이 전자빔을 방출하지 않을 소자 라인에 인가된다. 소자 라인들 중에서 공통 라인(D2 내지 D9)의 예컨대 D2와 D3는 일체화되어 단일 와이어로 될 수 있다.Fig. 16 is a schematic diagram of an embodiment of an electron source in a ladder configuration. In Fig. 16, reference numeral 160 denotes an electron source substrate, and 161 denotes an electron emission element. Reference numeral 162 denotes common wires D1 to D10 drawn out as external terminals for connecting the electron emission elements 161. The electron emission elements 161 are arranged in plural (called element lines) in parallel in the x direction on the substrate 160. A plurality of element lines are arranged to constitute an electron source. The device lines may be driven independently by applying a driving voltage to the common wire. Specifically, a voltage higher than the threshold voltage for electron emission is applied to the device line that will emit the electron beam, and a voltage lower than the threshold voltage for electron emission is applied to the device line that will not emit the electron beam. Among the device lines, for example, D2 and D3 of the common lines D2 to D9 may be integrated into a single wire.

도 17은 사다리형 구성의 전자원을 포함하는 화상 형성 장치의 패널 구조를 예시하는 개략도이다. 도면 부호 170은 그리드 전극, 171은 전자가 통과하는 개구부, D1 내지 Dm은 케이싱의 외부 단자, G1 내지 Gn은 그리드 전극(170)에 연결된 케이싱의 외부 단자를 표시한다. 도면 부호 160은 소자 라인들 사이에 공통 와이어가 집적되어 있는 전자원 기판을 표시한다. 도 17에서 도 13과 도 16에 도시된 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 도면 부호와 기호를 표시한다. 편의상 도전막(14)과 도전막(15)은 생략된다. 도 13에 도시된 단순한 매트릭스 구성의 화상 형성 장치와는 달리, 도 17에 도시된 화상 형성 장치는 전자원 기판(160)과 면판(136) 사이에 배치된 그리드 전극(170)을 포함한다.17 is a schematic diagram illustrating a panel structure of an image forming apparatus including an electron source in a ladder configuration. Reference numeral 170 denotes a grid electrode, 171 denotes an opening through which electrons pass, D1 to Dm denote external terminals of the casing, and G1 to Gn denote external terminals of the casing connected to the grid electrode 170. Reference numeral 160 denotes an electron source substrate in which a common wire is integrated between the device lines. In Fig. 17, the same reference numerals and symbols are used for the same members as those shown in Figs. 13 and 16. For convenience, the conductive film 14 and the conductive film 15 are omitted. Unlike the image forming apparatus of the simple matrix configuration shown in FIG. 13, the image forming apparatus shown in FIG. 17 includes a grid electrode 170 disposed between the electron source substrate 160 and the face plate 136.

도 17에서, 그리드 전극(170)은 기판(160)과 면판(136) 사이에 배치된다. 그리드 전극(170)은 전자 방출 소자(161)로부터 방출된 전자빔을 변조하는 기능을 하며, 사다리형 구성의 소자 라인에 수직으로 배치된 스트립 형태의 전극 내에 원형으로 형성되어 전자빔을 통과시키는 개구부(171)를 갖고 있다. 여기서는 각 소자에 대해 하나의 개구부(171)가 있다. 그리드 전극의 형태와 구성은 도 17에 도시된 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 많은 메시형 통과 홀을 개구부로 형성하여 전자 방출 소자 주위에 또는 부근에 그리드 전극을 배치할 수 있다.In FIG. 17, the grid electrode 170 is disposed between the substrate 160 and the face plate 136. The grid electrode 170 functions to modulate the electron beam emitted from the electron emission element 161, and is formed in a circular shape in a strip-shaped electrode disposed perpendicular to the element line of the ladder configuration so as to pass through the electron beam. ) There is one opening 171 for each element here. The shape and configuration of the grid electrode is not limited to that shown in FIG. For example, many meshed through holes may be formed as openings to place grid electrodes around or near the electron emitting device.

케이싱의 외부 단자(D1 내지 Dm, G1 내지 Gn)는 제어 회로(미도시)에 접속된다. 화상 라인에 대한 변조 신호는 소자 라인의 순차적 주사와 동기하여 라인 단위로 그리드 전극의 행에 동시에 인가된다. 따라서 화상 형성 장치는 각 전자빔을 가지고 형광 물질을 조사하는 것을 제어함으로써 라인 단위로 화상 라인을 표시할 수 있다.The outer terminals D1 to Dm and G1 to Gn of the casing are connected to a control circuit (not shown). Modulation signals for the image lines are simultaneously applied to the rows of grid electrodes line by line in synchronization with sequential scanning of the element lines. Therefore, the image forming apparatus can display image lines in units of lines by controlling the irradiation of the fluorescent material with each electron beam.

그렇게 되면, 전술한 본 발명에 따른 화상 형성 장치는 TV 방송, TV 회의 시스템 또는 컴퓨터용 디스플레이 장치 뿐만 아니라 감광 드럼 등을 이용하는 광 프린터로서 구성된 화상 형성 장치로서 이용가능하다.If so, the image forming apparatus according to the present invention described above can be used as an image forming apparatus configured as an optical printer using a photosensitive drum or the like as well as a display device for TV broadcasting, a TV conference system or a computer.

도 18은 여러 가지 화상 데이터 소오스, 예컨대 TV 방송국으로부터 공급된 화상 데이터를 표시할 수 있도록 구성된 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일례를 도시한 블록도이다.18 is a block diagram showing an example of an image forming apparatus according to the present invention configured to be able to display various image data sources, for example, image data supplied from a TV broadcasting station.

도 18에서, 도면 부호 1700은 디스플레이 패널, 1701은 디스플레이 패널용 구동 회로, 1702는 디스플레이 제어기, 1703은 멀티플렉서, 1704는 디코더, 1705는 입/출력 인터페이스 회로, 1706은 CPU, 1707은 화상 생성 회로, 1708 내지 1710은 화상 메모리 인터페이스 회로, 1711은 화상 입력 인터페이스 회로, 1712와 1713은 TV 신호 수신 회로, 그리고 1714는 입력 장치이다.In Fig. 18, reference numeral 1700 denotes a display panel, 1701 denotes a driving circuit for a display panel, 1702 denotes a display controller, 1703 denotes a multiplexer, 1704 denotes a decoder, 1705 denotes an input / output interface circuit, 1706 denotes a CPU, 1707 denotes an image generating circuit, 1708 to 1710 are image memory interface circuits, 1711 are image input interface circuits, 1712 and 1713 are TV signal receiving circuits, and 1714 are input devices.

화상 형성 장치가 예컨대 화상 데이터와 음성 데이터를 포함하는 TV 신호와 같은 신호를 수신하면, 당연히 화상을 표시하면서 음성을 재생하나, 본 발명의 특징에 집적적으로 관련되지 않은 음성 데이터의 수신, 분리, 재생, 처리, 저장에 관련된 회로들과 확성기에 대해서는 설명하지 않겠다.When the image forming apparatus receives a signal such as a TV signal including image data and audio data, of course, it reproduces audio while displaying an image, but receives, separates, and receives audio data not integrally related to the features of the present invention. Circuits and loudspeakers related to playback, processing and storage will not be described.

이제, 화상 신호의 흐름 순서에서의 회로들에 대해서 설명한다.Now, the circuits in the flow order of the image signal will be described.

먼저, TV 신호 수신 회로(1713)는 예컨대 무선 통신 시스템이나 공간 광 통신 시스템과 같은 무선 전송 시스템을 통해 전송된 TV 신호를 수신하는 회로이다. 수신될 TV 신호의 시스템은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 NTSC 시스템, PAL 시스템 또는 SECAM 시스템이 될 수 있다. 더욱이, 더 많은 주사 라인으로 구성된 TV 신호, 예컨대 MUSE 시스템의 신호와 같은 소위 고품격 TV 신호는 큰 면적과 많은 화소를 갖는데 적합한 디스플레이 패널의 장점을 이용하는 것이 바람직하다.First, the TV signal receiving circuit 1713 is a circuit for receiving a TV signal transmitted through a wireless transmission system such as a wireless communication system or a spatial optical communication system. The system of the TV signal to be received is not particularly limited, and may be, for example, an NTSC system, a PAL system, or a SECAM system. Moreover, TV signals composed of more scan lines, for example, so-called high-quality TV signals such as those of the MUSE system, preferably take advantage of the advantages of display panels suitable for having large areas and many pixels.

TV 신호 수신 회로(1713)에 의해 수신된 TV 신호는 디코더(1704)로 출력된다.The TV signal received by the TV signal receiving circuit 1713 is output to the decoder 1704.

더욱이, TV 신호 수신 회로(1712)는 동축 케이블이나 광파이버와 같은 유선 링크 전송 시스템을 통해 전송된 TV 신호를 수신하는 회로이다. TV 신호 수신 회로(1713)와 마찬가지로, TV 신호 수신 회로(1712)는 수신될 TV 신호의 시스템을 한정하지 않으며, TV 신호 수신 회로(1712)에 의해 수신된 TV 신호도 디코더(1704)로 출력된다.Moreover, the TV signal receiving circuit 1712 is a circuit that receives a TV signal transmitted through a wired link transmission system such as a coaxial cable or an optical fiber. Like the TV signal receiving circuit 1713, the TV signal receiving circuit 1712 does not limit the system of the TV signal to be received, and the TV signal received by the TV signal receiving circuit 1712 is also output to the decoder 1704. .

화상 입력 인터페이스 회로(1711)는 TV 카메라나 화상 판독 스캐너와 같은 화상 입력 장치로부터 공급된 화상 신호를 취하는 회로로서, 이 인터페이스 회로에 의해 취해진 화상 신호는 디코더(1704)로 출력된다.The image input interface circuit 1711 is a circuit which takes an image signal supplied from an image input device such as a TV camera or an image reading scanner, and the image signal taken by this interface circuit is output to the decoder 1704.

화상 메모리 인터페이스 회로(1710)는 비디오 테이프 레코더(이하, "VTR"이라 함)에 저장된 화상 신호를 취하는 회로로서, 이 회로에 의해 취해진 화상 신호는 디코더(1704)로 출력된다.The image memory interface circuit 1710 is a circuit which takes an image signal stored in a video tape recorder (hereinafter referred to as "VTR"), and the image signal taken by this circuit is output to the decoder 1704.

화상 메모리 인터페이스 회로(1709)는 비디오 디스크에 저장된 화상 신호를 취하는 회로로서, 이 회로에 의해 취해진 화상 신호는 디코더(1704)로 출력된다.The image memory interface circuit 1709 is a circuit which takes an image signal stored in a video disk, and the image signal taken by this circuit is output to the decoder 1704.

화상 메모리 인터페이스 회로(1708)는 스틸 화상 디스크와 같은 스틸 화상 데이터를 저장하는 장치로부터의 화상 신호를 취하는 회로로서, 이 회로에 의해 취해진 스틸 화상 데이터는 디코더(1704)로 출력된다.The image memory interface circuit 1708 is a circuit which takes an image signal from an apparatus for storing still image data such as a still image disc, and the still image data taken by this circuit is output to the decoder 1704.

입/출력 인터페이스 회로(1705)는 화상 형성 장치를 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 또는 프린터와 같은 외부 출력 장치에 연결시키는 회로이다. 이 회로는 화상 데이터 및 문자/그림 데이터를 입출력할 수 있으며, 화상 형성 장치의 CPU(1706)와 외부 장치 간의 제어 신호와 수치 데이터의 입출력을 가능하게 할 수 있다.Input / output interface circuit 1705 is a circuit that connects the image forming apparatus to an external output device such as a computer, a computer network, or a printer. This circuit can input and output image data and character / picture data, and can enable input and output of control signals and numerical data between the CPU 1706 of the image forming apparatus and an external device.

화상 생성 회로(1707)는 입/출력 인터페이스 회로(1705)를 통해 외부로부터 입력된 화상 데이터 및 문자/그림 데이터와 CPU(1706)로부터 출력된 화상 데이터 및 문자/그림 데이터에 기초하여 표시될 화상 데이터를 생성하는 회로이다. 화상 생성 회로(1707)에는 화상 데이터와 문자/그림 데이터를 축적하기 위한 재기록가능 메모리, 문자 코드에 대응하는 화상 패턴을 저장하기 위한 판독 전용 메모리, 및 화상 처리를 위한 프로세서와 같은 화상 생성에 필요한 회로를 내장한다.The image generating circuit 1707 is configured to display image data and text / picture data input from the outside through the input / output interface circuit 1705 and image data and text / picture data output from the CPU 1706. It is a circuit to generate. The image generation circuit 1707 includes circuits necessary for image generation, such as a rewritable memory for storing image data and character / picture data, a read-only memory for storing image patterns corresponding to character codes, and a processor for image processing. It is built.

이 회로에 의해 생성된 표시될 화상 데이터는 디코더(1704)로 출력되고, 특정한 경우에 전술한 입/출력 인터페이스 회로(1705)를 통해 외부 컴퓨터 네트워크 또는 프린터로 출력될 수 있다.The image data to be displayed generated by this circuit is output to the decoder 1704 and, in certain cases, can be output to an external computer network or a printer through the above-described input / output interface circuit 1705.

CPU(1706)는 주로 화상 표시 장치의 동작을 제어하며, 표시될 화상의 생성, 선택, 및 편집에 관련된 작업을 수행한다.The CPU 1706 mainly controls the operation of the image display device, and performs tasks related to generation, selection, and editing of images to be displayed.

예컨대, CPU(1706)는 제어 신호를 멀티플렉서(1703)로 출력하고, 디스플레이 패널상에 표시될 화상 신호들을 적절히 선택하여 조합한다. 이 단계에서, CPU(1706)는 표시될 화상 신호에 따라서 디스플레이 패널 제어기(1702)를 위한 제어 신호를 발생시켜, 스크린 디스플레이 주파수, 주사 모드(예컨대, 비월 또는 무비월(non-interlace)), 및 한 스크린 상의 주사 라인수와 같은 디스플레이 장치의 동작을 적절히 제어한다. 더욱이, CPU(1706)는 화상 데이터와 문자/그림 데이터를 화상 생성 회로(1707)로 직접 출력하며, 입/출력 인터페이스 회로(1705)를 통해 외부 컴퓨터 또는 메모리에 접근하여 화상 데이터 및 문자/그림 데이터를 입력한다.For example, the CPU 1706 outputs a control signal to the multiplexer 1703 and appropriately selects and combines image signals to be displayed on the display panel. In this step, the CPU 1706 generates a control signal for the display panel controller 1702 in accordance with the image signal to be displayed, so as to display the screen display frequency, the scanning mode (eg, interlaced or non-interlace), and The operation of the display device such as the number of scan lines on one screen is appropriately controlled. Moreover, the CPU 1706 directly outputs image data and text / picture data to the image generating circuit 1707, and accesses an external computer or memory through the input / output interface circuit 1705 to access the image data and text / picture data. Enter.

또한, CPU(1706)는 다른 목적을 위한 작업에 관계할 수도 있다. 예컨대, 개인용 컴퓨터나 워드프로세서와 같은 데이터 발생 기능과 데이터 처리 기능에 직접적으로 관계할 수 있다. 아니면, CPU(1706)는 예컨대 외부 장비와 협력하여 수치 계산과 같은 작업을 수행하도록 입/출력 인터페이스 회로(1705)를 통해 외부 컴퓨터 네트워크에 접속될 수 있다.In addition, the CPU 1706 may relate to tasks for other purposes. For example, it may directly relate to data generation functions and data processing functions such as personal computers or word processors. Alternatively, the CPU 1706 may be connected to an external computer network through the input / output interface circuit 1705 to perform tasks such as numerical calculations, for example, in cooperation with external equipment.

사용자는 입력 장치(1714)를 조작하여 CPU(1706)내로 프로그램이나 데이터를 입력하는데, 입력 장치(1714)로는 예컨대 키보드와 마우스뿐만 아니라 조이스틱, 바 코드 판독기, 및 음성 인식기와 같은 여러 가지 입력 기기가 이용될 수 있다.A user manipulates the input device 1714 to enter a program or data into the CPU 1706. The input device 1714 includes various input devices such as joysticks, bar code readers, and voice recognizers, as well as keyboards and mice. Can be used.

디코더(1704)는 전술한 화상 메모리 인터페이스 회로(1707)로부터 입력된 여러 가지 화상 신호를 삼원색 신호 또는 휘도 신호, 즉 I 신호와 Q 신호로 역변환시키는 회로이다. 디코더(1704)는 도 18에서의 쇄선으로 표시된 화상 메모리를 포함하는 것이 바람직하다. 화상 메모리는 역변환용 화상 메모리를 필요로 하는 MUSE 시스템의 신호와 같은 TV 신호를 처리하도록 배치된다. 더욱이, 화상 메모리는 스틸 화상의 표시를 용이하게 한다. 화상 메모리는 화상 생성 회로(1707)와 CPU(1706)와 협력하여 화상 편집은 물론 화상의 생략, 보충, 확장, 수축, 및 합성과 같은 화상 처리와 편집을 용이하게 수행하게 하는 장점을 제공한다.The decoder 1704 is a circuit which inversely converts various image signals input from the above-described image memory interface circuit 1707 into three primary color signals or luminance signals, that is, I and Q signals. The decoder 1704 preferably includes an image memory indicated by dashed lines in FIG. The picture memory is arranged to process TV signals, such as those of the MUSE system, which require picture memory for inverse conversion. Moreover, the image memory facilitates the display of still images. The image memory provides an advantage in cooperation with the image generating circuit 1707 and the CPU 1706 to facilitate image editing as well as image processing and editing such as omission, replenishment, expansion, contraction, and compositing of images.

멀티플렉서(1703)는 CPU(1706)로부터 입력된 제어 신호에 기초하여 표시될 화상을 적절히 선택한다. 구체적으로 설명하면, 멀티플렉서(1703)는 디코더(1704)로부터 입력된 역변환된 화상 신호 중에서 원하는 화상 신호를 선택하여 이 선택된 화상 신호를 구동 회로(1701)로 출력한다. 이 단계에서, 멀티플렉서(1703)는 스크린이 여러 영역으로 분할되어 소위 멀티 스크린 TV상의 영역과 같은 영역에 여러 가지 다른 화상이 표시되도록 한 장면에 대한 표시 시간내에 화상 신호를 절환하면서 화상 신호를 선택할 수 있다.The multiplexer 1703 appropriately selects an image to be displayed based on the control signal input from the CPU 1706. Specifically, the multiplexer 1703 selects a desired image signal from the inversely converted image signals input from the decoder 1704 and outputs the selected image signal to the driving circuit 1701. In this step, the multiplexer 1703 can select the image signal while switching the image signal within the display time for the scene so that the screen is divided into several regions so that different images are displayed in the same region as the so-called region on the multi-screen TV. have.

디스플레이 패널 제어기(1702)는 전술한 CPU(1706)로부터 입력된 제어 신호에 기초하여 구동 회로(1701)의 동작을 제어하는 회로이다.The display panel controller 1702 is a circuit that controls the operation of the driving circuit 1701 based on the control signal input from the CPU 1706 described above.

디스플레이 패널의 기본 동작과 관련하여, 예컨대 디스플레이 패널용 구동 전원(미도시)의 동작 순서를 제어하는 신호가 구동 회로(1701)로 출력된다. 디스플레이 패널의 구동 방법과 관련하여, 예컨대 스크린 디스플레이 주파수와 주사 모드(예컨대, 비월 또는 무비월)를 제어하는 신호가 구동 회로(1701)로 출력된다. 더욱이, 표시될 화상의 휘도, 색조 또는 콘트라스트 등과 같은 화질의 조정에 관련된 제어 신호는 구동 회로(1701)로 출력될 수 있다.In relation to the basic operation of the display panel, for example, a signal for controlling the operation order of the driving power supply (not shown) for the display panel is output to the driving circuit 1701. In relation to the driving method of the display panel, for example, a signal for controlling the screen display frequency and the scanning mode (for example, interlaced or movie wall) is output to the driving circuit 1701. Furthermore, control signals related to adjustment of image quality such as brightness, color tone, contrast, etc. of an image to be displayed may be output to the driving circuit 1701.

구동 회로(1701)은 디스플레이 패널(1700)에 인가될 구동 신호를 발생시키는 회로이며, 상술한 멀티플렉서(1703)으로부터의 화상 신호 입력과 상술한 디스플레이 패널 제어기(1702)으로부터의 제어 신호에 기초하여 동작한다.The drive circuit 1701 is a circuit that generates a drive signal to be applied to the display panel 1700, and operates based on the image signal input from the multiplexer 1703 and the control signal from the display panel controller 1702 described above. do.

상술한 기능을 갖는 회로와 더불어, 도 18에 도시된 구성을 갖는 화상 형성 장치는 다양한 화상 데이타 소스로부터의 화상 데이타를 디스플레이 패널(1700) 상에 디스플레이 할 수 있다. 구체적으로 말하면, TV 방송과 같은 다양한 종류의 화상 신호는 디코더에 의해 역으로 변환되고 멀티플렉서(1703)에 의해 적절히 선택되어 구동 회로(1701)에 입력된다. 반면, 디스플레이 제어기(1702)는 디스플레이될 화상 신호에 따라 구동 회로(1701)의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생시킨다. 구동 회로(1701)은 상술한 화상 신호와 제어 신호에 기초하여 구동 신호를 디스플레이 패널(1700)에 인가한다. 따라서, 디스플레이 패널은 화상을 디스플레이한다. 이들 일련의 동작은 CPU(1706)에 의해 집단적으로 제어된다.In addition to the circuit having the function described above, the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 18 can display image data from various image data sources on the display panel 1700. Specifically, various kinds of image signals such as TV broadcasts are inversely converted by the decoder, appropriately selected by the multiplexer 1703, and input to the driving circuit 1701. On the other hand, the display controller 1702 generates a control signal for controlling the operation of the driving circuit 1701 according to the image signal to be displayed. The driving circuit 1701 applies a driving signal to the display panel 1700 based on the above-described image signal and control signal. Thus, the display panel displays an image. These series of operations are collectively controlled by the CPU 1706.

화상-형성 장치는 디코더(1704)에 내장된 화상 메모리 내의 선택된 데이타와 상술한 화상 발생 회로(1707)로부터의 데이타를 디스플레이할 뿐만 아니라, 화상의 합성, 소거, 연결, 교환 및 최적화를 비롯하여 디스플레이될 화상 정보에 대해 확장, 축소, 회전, 이동, 가장자리 강조, 생략, 보충, 색상 변환, 화상의 종횡비 변환도 수행한다. 나아가, 음성 데이타의 배타적인 처리 및 편집을 위한 회로는 화상 데이타 및 화상 편집과 비슷하게 배치될 수 있다.The image-forming apparatus not only displays the selected data in the image memory built in the decoder 1704 and the data from the above-described image generating circuit 1707, but also can be displayed including the synthesis, erasure, concatenation, exchange and optimization of images. Expansion, reduction, rotation, movement, edge enhancement, omission, replenishment, color conversion, and aspect ratio conversion of images are also performed on image information. Furthermore, circuits for exclusive processing and editing of audio data can be arranged similarly to image data and image editing.

따라서, 화상 형성 장치는 TV 방송을 위한 디스플레이 응용, TV 회의용 단말 응용, 정지 화상 및 동영상을 처리하기 위한 화상 편집 응용, 컴퓨터용 단말 응용, 워드 프로세서와 같은 비지니스 응용 및 게임 응용과 같은 집합적인 기능을 가질 수 있기 때문에 산업 및 공중 복지용으로 광범위하게 응용가능하다.Accordingly, the image forming apparatus has collective functions such as display applications for TV broadcasting, terminal applications for TV conferences, image editing applications for processing still images and moving images, terminal applications for computers, business applications such as word processors, and game applications. It can have a wide range of applications for industrial and public welfare.

도 18은 화상 형성 장치가 전자빔 소스와 같은 전자 방출 장치로 구성된 디스플레이 패널을 사용하는 경우만의 예를 도시하고 있다. 하지만, 본 발명에 따른 화상 형성 장치는 도 18에 도시된 것으로만 제한되지 않는다.18 shows an example only when the image forming apparatus uses a display panel composed of an electron emitting device such as an electron beam source. However, the image forming apparatus according to the present invention is not limited only to that shown in FIG.

예를 들어, 도 18에서 도시된 구성 요소들 중에서 사용 용도와 관련없는 요소는 생략가능하다. 역으로, 사용 용도에 따라 추가 요소가 더 사용될 수도 있다. 예를 들어, 화상 형성 장치가 TV 전화로서 사용되는 때에, TV 카메라, 음성 마이크로폰, 일루미네이터 및 모뎀을 포함하는 트랜셉션 회로를 추가하는 것이 바람직하다.For example, among the components shown in FIG. 18, elements not related to the use purpose may be omitted. Conversely, additional elements may be used depending on the intended use. For example, when an image forming apparatus is used as a TV telephone, it is preferable to add a transmission circuit including a TV camera, a voice microphone, an illuminator and a modem.

전자 소스와 같은 전자 방출 장치를 사용하는 화상 형성 장치는 얇은 디스플레이 패널을 가능하게하고 화상 형성 장치의 깊이를 감소시킬 수 있다. 또한, 전자 빔과 같은 전자 방출 장치를 사용하는 디스플레이 패널은 큰 스크린, 고휘도 및 큰 가시각을 가질 수 있어, 화상 형성 장치가 가시성이 높고 품격 높은 화상을 디스플레이할 수 있다.An image forming apparatus using an electron emitting device such as an electron source can enable a thin display panel and reduce the depth of the image forming apparatus. In addition, a display panel using an electron emitting device such as an electron beam can have a large screen, high brightness and a large viewing angle, so that the image forming apparatus can display a high visibility and high quality image.

[예 1][Example 1]

도 1A 및 도 1B에 도시된 구성을 갖는 전자 방출 장치가 본 발명의 예 1로서제조되었다. 예1은 도 1a 및 1b와 2a 내지 2d를 참조하여 기술될 것이다. 실리카 글래스가 기판(11)로서 사용되었고, Pt는 습도 및 산화에 대한 안정성을 고려하여 장치 전극의 재료로서 사용되었다. 나아가, 도전막(14)의 두께는 장치 전극(12 및 13)간의 저항값을 고려하여 30nm로 설정되었다. 예1에서, L은 20㎛, W는 100㎛, 막두께 d는 10 nm였다.An electron emission device having the configuration shown in FIGS. 1A and 1B was manufactured as Example 1 of the present invention. Example 1 will be described with reference to FIGS. 1A and 1B and 2A to 2D. Silica glass was used as the substrate 11 and Pt was used as the material of the device electrode in consideration of stability against humidity and oxidation. Further, the thickness of the conductive film 14 was set to 30 nm in consideration of the resistance value between the device electrodes 12 and 13. In Example 1, L was 20 µm, W was 100 µm, and the film thickness d was 10 nm.

전극(12 및 13)이 배치된 기판을 유기 Pd 용액(Okuno 화학 회사에 의한 "ccp-4230)으로 코팅하여 전기 도전막(14)을 형성하여 유기금속막을 형성하였다. 하소(calcination)을 위해 막을 가열하였으며, 이 막을 패터닝하였다.(도 2a 및 2b)The substrate on which the electrodes 12 and 13 were disposed was coated with an organic Pd solution ("ccp-4230 by Okuno Chemical Co., Ltd.) to form an electrically conductive film 14 to form an organometallic film. Heated, and the film was patterned (FIGS. 2A and 2B).

그 다음, 도 3에 도시된 펄스 높이가 일정한 삼각파 펄스가 반복적으로 인가되었다. 도 3에 도시된 펄스폭 T1과 펄스 간격 T2는 각각 10μsec 및 1msec로 설정되었으며, 삼각파의 진폭은 10V로 설정되었다. 이러한 상태에서, 600초동안 펄스 전압을 인가하여 제2 갭(16)이 형성되었다.(도 2c)Then, a triangular wave pulse having a constant pulse height shown in FIG. 3 was repeatedly applied. The pulse width T1 and the pulse interval T2 shown in FIG. 3 were set to 10 μsec and 1 msec, respectively, and the amplitude of the triangular wave was set to 10V. In this state, the second gap 16 was formed by applying a pulse voltage for 600 seconds. (FIG. 2C).

그 다음, 상술한 장치는 활성화(activation) 처리되었다. 구체적으로 말하면, 장치가 형성된 기판이 도 4에 도시된 장치에 놓여졌고, 이온 펌프등을 사용하여 충분히 진공화되어 1×10-5 Pa을 유지하는 진공 공간에 유기 물질 개스로서 아세톤이 도입되었다. 제2 갭을 형성하는데 사용한 것과 동일한 삼각파 펄스르 ??사용하여 전극(12, 13)에 전압이 인가되었으며, 20kV의 가속 전압에서 전자빔이 조사되었다. 그러나, 삼각파 펄스의 펄스폭, 펄스 간격, 및 펄스 높이는 각각 1 msec, 10 msec, 15V로 설정되었다.Then, the above-described device was activated. Specifically, the substrate on which the device was formed was placed in the device shown in Fig. 4, and acetone was introduced as an organic material gas into a vacuum space that was sufficiently evacuated using an ion pump or the like to maintain 1 × 10 −5 Pa. A voltage was applied to the electrodes 12, 13 using the same triangle wave pulses used to form the second gap, and the electron beam was irradiated at an acceleration voltage of 20 kV. However, the pulse width, pulse interval, and pulse height of the triangular wave pulses were set to 1 msec, 10 msec, and 15V, respectively.

활성화 처리, 즉, 탄소막(15)의 형성 단계는 선정된 전류 If에 도달할 때까지 수행되었다. 얻어진 장치의 전송 전자 마이크로카피(transmission electron microcopy)는 갭(17) 부근에서 50nm의 막 두께를 보였다. 또한, 탄소막(15)는 도 2d에 도시된 바와 같이 중간에 끼워진 제1 갭과 서로 대향하고 있다. 나아가, 제1 갭(17)은 제2 갭(16)보다 좁았으며, 제2 갭(16) 내에 배치되었다. 또한, 라만 스펙트로스카피는 탄소막(15)가 흑연 구조를 포함하였으며, 높은 결정성을 가졌음을 보여주었다.The activation process, that is, the step of forming the carbon film 15 was performed until the selected current If. The transmission electron microcopy of the obtained device showed a film thickness of 50 nm in the vicinity of the gap 17. Further, the carbon film 15 opposes the first gap sandwiched in the middle as shown in FIG. 2D. Furthermore, the first gap 17 was narrower than the second gap 16 and disposed in the second gap 16. Raman spectroscopy also showed that the carbon film 15 had a graphite structure and had high crystallinity.

나아가, 프로브와 접촉하는 샘플의 전기 전도도 분포가 측정될 수 있도록 만들어진 원자간력 현미경 프로브를 갖는 원자간력/터널 현미경을 통해 관찰한 결과, 높은 저항을 갖는 어떠한 영역도 탄소막(15) 내에 존재하지 않음이 밝혀졌다. 또한, 프로브는 측정동안에 전기 도전막(145)와 접촉하도록 유지되었다. 막의 폭 방향으로의 비저항의 값은 0.001Ωm보다 크지 않은 결과를 보였다. 이 값과 전자 조사없이 형성된 탄소막(15)의 비교 결과, 한 장소를 넘어서는 변동을 보였다.Furthermore, when observed through an atomic force / tunnel microscope with an atomic force microscope probe made to measure the electrical conductivity distribution of the sample in contact with the probe, no regions of high resistance exist in the carbon film 15. It turned out that In addition, the probe was kept in contact with the electrically conductive film 145 during the measurement. The value of the resistivity in the width direction of the film was not greater than 0.001 mm. As a result of comparing this value with the carbon film 15 formed without electron irradiation, there was a variation over one place.

상술한 장치 기판은 도 5에 도시된 측정 장치에 놓여졌으며, 그 전자 방출 효율은, 애노드와 전자방출 장치간의 거리 H가 2mm로 설정된 채 애노드에 1kV의 전압을 인가함으로써 측정되었다.The above-described device substrate was placed in the measuring device shown in Fig. 5, and its electron emission efficiency was measured by applying a voltage of 1 kV to the anode with the distance H between the anode and the electron emitting device being set to 2 mm.

우선, 탄소나 탄소 합성물이 새로이 피착되는 것을 방지하기 위해 진공 용기(55)로부터 유기 물질 개스가 배기되었다. 장치로부터 유출되는 오일이 장치 특성에 영향을 주지 않도록 오일을 사용하지 않고 진공 용기(55)를 진공화시키는 진공 장치(56)으로서 수착 펌프(sorption pump)가 사용되었다. 진공 용기(55) 내의 유기 성분의 부분압은 탄소나 탄소 합성물이 거의 새로이 피착되지 않는 1×10-8 Pa로 조절되었다. 이 단계에서, 진공 용기의 내벽과 전자 방출 장치에 의해 흡수된 유기 물질의 분자를 배기(exhaust)하기 위해 진공 용기는 200℃보다 낮지 않은 온도로 가열되었다.First, the organic material gas was evacuated from the vacuum vessel 55 to prevent new deposition of carbon or carbon composite material. A sorption pump was used as the vacuum device 56 to evacuate the vacuum vessel 55 without using oil so that oil flowing out of the device does not affect the device characteristics. The partial pressure of the organic component in the vacuum vessel 55 was adjusted to 1 x 10 &lt; -8 &gt; Pa, in which carbon or carbon compound was hardly deposited. In this step, the vacuum vessel was heated to a temperature no lower than 200 ° C. to exhaust the molecules of the organic material absorbed by the inner wall of the vacuum vessel and the electron emitting device.

그 결과, 도 6에 도시된 바와 같은 장치 전류 If와 방출 전류 Ie간의 관계가얻어졌다. 나아가, 전자 방출 효율 η는, Vf 및 Va가 각각 15V와 1kV로 고정되었을 때 If에 대한 Ie의 비율로서 정의되었으며, 시간에 따른 η의 변동은 전자가 방출되는 상태에서 측정되었다.As a result, a relationship between the device current If and the discharge current Ie as shown in Fig. 6 was obtained. Further, the electron emission efficiency η was defined as the ratio of Ie to If when Vf and Va were fixed at 15V and 1kV, respectively, and the variation in η over time was measured while the electrons were emitted.

그 결과, 초기 전자 방출 효율은 0.05%이상 향상되었다. 또한, 시간에 따른 η의 변동은 종래 기술에 의해 제조된 전자 방출 장치에 비해 상당히 억제되었다. 종래 장치는 초기 η가 0.1%인 경우에 η의 향상은 0.01%/1000h(h는 시간)의 비율로 향상된 반면, 본 발명의 방법에 따라 제조된 전자 방출 장치는 η의 변동율을 1/5 이하로 억제하였다.As a result, initial electron emission efficiency improved by 0.05% or more. In addition, the fluctuation of η over time was significantly suppressed compared to the electron emitting device manufactured by the prior art. In the conventional device, when the initial η is 0.1%, the improvement of η is improved at a rate of 0.01% / 1000h (h is time), whereas the electron emission device manufactured according to the method of the present invention has a rate of change of η less than 1/5. Suppressed.

(예 2)(Example 2)

본 발명의 예2로서, 도 7a 및 7b에 도시된 구성을 갖는 전자 소스가 도 9a 및 9b에 도시된 활성화 단계를 통해 제조되었다.As Example 2 of the present invention, an electron source having the configuration shown in FIGS. 7A and 7B was produced through the activation step shown in FIGS. 9A and 9B.

예 2에서, 기본적인 구성, 재료, 및 방법은 예1과 동일하나, L1, W, 및 전극의 막 두께는 각각 5㎛, 100㎛, 및 10㎚로 설정되었다. 또한, 공통 장치 전극의 폭 L2는 5㎛ 설정되었다.In Example 2, the basic construction, material, and method were the same as in Example 1, but the film thicknesses of L1, W, and the electrodes were set to 5 µm, 100 µm, and 10 nm, respectively. In addition, the width L2 of the common device electrode was set to 5 µm.

전자 방출 영역의 형성 이전에 전자 방출 장치가 예1에 도시된 단계와 유사한 단계를 통해 형성되었다. 그 다음, 공통 전극이 접지된 채 장치 전극(73 및 74)의 양단에 도 8a 및 8b에 도시된 펄스 전압을 인가함으로써 활성화 처리가 수행되었다. 예 2에서, 유기 물질로서 아세톤이 도입되어 1×10-5 Pa로 유지되었다. 펄스 폭 T1, 펄스 전압 및 펄스 간격 t2는 각각 1 msec, 15 V, 및 200 msec로 설정되었다. 전기 도전막(76 및 78)의 형성은 장치 전류 If가 선정된 레벨에 도달할 때까지 지속되었다.Prior to the formation of the electron emission region, an electron emission device was formed through a step similar to that shown in Example 1. Then, the activation process was performed by applying the pulse voltages shown in FIGS. 8A and 8B to both ends of the device electrodes 73 and 74 with the common electrode grounded. In example 2, acetone was introduced as organic material and maintained at 1 × 10 −5 Pa. Pulse width T1, pulse voltage and pulse interval t2 were set to 1 msec, 15 V, and 200 msec, respectively. Formation of the electrically conductive films 76 and 78 continued until the device current If reached a predetermined level.

이렇게 얻어진 장치의 전송 전자 마이크로카피는, 전자 방출 영역을 형성하는 제1 갭(17) 부근에서 탄소막이 50nm의 두께를 가짐을 보여주었다. 이렇게 얻어진 전자 방출 장치의 전송 마이크로카피 및 라만 스펙트로카피에 의한 관찰 결과, 탄소막(76 및 78)은 흑연구조 및 높은 결정 구조를 가지고 있음을 보여주었다.The transmission electron microcopy of the device thus obtained showed that the carbon film had a thickness of 50 nm in the vicinity of the first gap 17 forming the electron emission region. Observations by transmission microcopy and Raman spectrocopy of the electron-emitting device thus obtained showed that the carbon films 76 and 78 have a graphite structure and a high crystal structure.

또한, 현미경이 샘플의 전기 전도도 분포를 측정할 수 있도록 예 1에서와 같이 전기적으로 도전되도록 만들어진 프로브를 갖는 원자간력/터널 현미경을 통해 관찰한 결과, 탄소막(76 및 78) 내에는 높은 저항을 갖는 어떠한 영역도 존재하지 않음이 밝혀졌다. 또한, 폭 방향으로의 비저항값은 0.0001 Ωm를 넘지 않았다. 탄소막이 전자 조사없이 형성된 경우에 측정된 값과 비교해, 이 값은 2개 장소를 넘는 변동을 보였다.In addition, when observed under an atomic force / tunnel microscope with a probe made to be electrically conductive as in Example 1 so that the microscope could measure the electrical conductivity distribution of the sample, high resistance was observed in the carbon films 76 and 78. It was found that no area was present. In addition, the specific resistance value in the width direction did not exceed 0.0001 mm. Compared with the measured value when the carbon film was formed without electron irradiation, this value showed variation over two places.

상술한 방법으로 형성된 전자 방출 장치가 도 5에 도시된 측정 장치 내에 놓여지고 그 전자 방출 효율이 측정되었다. 그러나, 구동은 전자 방출 영역 상에만 이루어졌다. 전자들이 항상 공통 장치 전극을 향하여 방출되도록 공통 장치 전극은 높은 전위로 설정되었다. 전자 방출 효율 η를 If에 대한 Ie의 비율로서 정의하고, Vf 및 Va가 각각 15V 및 1 kV로 각각 고정시킨채 전자가 방출되는 상태에서 시간에 따른 η의 변동이 측정되었다.An electron emitting device formed by the above-described method was placed in the measuring device shown in FIG. 5 and its electron emission efficiency was measured. However, driving was only on the electron emission region. The common device electrode was set to a high potential so that electrons are always emitted towards the common device electrode. The electron emission efficiency η was defined as the ratio of Ie to If, and the variation in η over time with Vf and Va fixed at 15 V and 1 kV, respectively, was measured.

그 결과, 초기 전자 방출 효율은 0.1%이상 향상되었다. 나아가, 전자 방출 장치는 종래 방법에 의해 제조된 전자 방출 장치에 비해 η의 시간에 따른 변동을 상당히 억제하였다. 초기 η가 0.1%인 경우에 종래의 장치는 0.01%/1000h(h는 시간)의 비율로 η의 향상을 보인 반면, 본 발명의 방법에 따라 제조된 전자 방출 장치는 변동률 η를 1/10이하로 억제하였다.As a result, the initial electron emission efficiency improved by 0.1% or more. Furthermore, the electron emitting device significantly suppressed the variation with time of η compared to the electron emitting device manufactured by the conventional method. When the initial η is 0.1%, the conventional device shows improvement of η at a rate of 0.01% / 1000h (h is time), whereas the electron emission device manufactured according to the method of the present invention has a variation rate η less than 1/10. Suppressed.

(예 3)(Example 3)

예 3에서, 도 21a 및 21b에 도시된 구성을 갖는 전자 방출 장치가 제조되었다. 예 3은 도 21a, 21b, 22a, 22b, 및 23를 참조하여 기술될 것이다. 기판(11)로서 수정이 사용되었으며, 습기 및 산화에 대한 안정을 고려하여 장치 전극(12 및 13)을 위한 재료로서 Pt가 사용되었다.In Example 3, an electron emitting device having the configuration shown in Figs. 21A and 21B was manufactured. Example 3 will be described with reference to FIGS. 21A, 21B, 22A, 22B, and 23. A crystal was used as the substrate 11 and Pt was used as a material for the device electrodes 12 and 13 in consideration of stability against moisture and oxidation.

그 다음,장치 상에 활성화 공정이 수행되었다.The activation process was then performed on the device.

구체적으로 말하면, 장치 전극(12 및 13)이 형성된 기판이 도 23에 도시된 장치 내에 놓여졌고, 진공 펌프 등으로 충분히 진공화되어 1×10-5 Pa로 유지된 진공속으로 유기 물질 개스로서 아세톤이 도입되었으며, 도 8a에 도시된 펄스가 전극(12 및 13)에 인가되었다. 도 8a에 도시된 T1과 T2는 각각 1 msec 및 10 msec로 설정되었다. 동시에, 기판은, 2kV로 설정된 가속 전압에 의한 전자 빔을 조사받았다.Specifically, the substrate on which the device electrodes 12 and 13 are formed was placed in the device shown in Fig. 23, and acetone as an organic material gas at a vacuum speed sufficiently vacuumed by a vacuum pump or the like and maintained at 1 × 10 −5 Pa. This was introduced, and the pulse shown in FIG. 8A was applied to the electrodes 12 and 13. T1 and T2 shown in FIG. 8A were set to 1 msec and 10 msec, respectively. At the same time, the substrate was irradiated with an electron beam with an acceleration voltage set to 2 kV.

장치 전류 If가 선정된 레벨에 도달할 때까지 탄소막(15)를 형성하는 단계가 수행되었다. 이렇게 얻어진 장치의 전송 전자 마이크로카피에 의한 관찰 결과, 장치 전극(12 및 13) 사이에 도(21a 및 21b)에 도시된 바와 같은 제1 갭(17)이 형성되었으며, 전극(12 및 13)에 걸쳐 탄소막(15)가 연속적으로 형성되었다. 갭(17)은 전극(12 및 13) 사이의 중간 부근에 위치하였다. 나아가, 라만 스펙트로스카피에 의한 관찰 결과, 탄소막(15)는 흑연층 구조와 고도의 결정 구조를 가지고 있었다.The step of forming the carbon film 15 was performed until the device current If reached a predetermined level. As a result of observation by the transmission electron microcopy of the device thus obtained, a first gap 17 as shown in Figs. 21a and 21b was formed between the device electrodes 12 and 13, and the electrodes 12 and 13 were formed. The carbon film 15 was continuously formed over. The gap 17 was located near the middle between the electrodes 12 and 13. Furthermore, as a result of observation by Raman spectroscopy, the carbon film 15 had a graphite layer structure and a high crystal structure.

전자 방출 장치가 도 5에 도시된 측정 장치 내에 놓여졌고, 애노드 전압을 1kV로 유지하고 애노드와 전자 방출 장치 사이의 거리 H를 2mm로 설정한 채, 그 전자 방출 효율은 측정되었다.The electron emitting device was placed in the measuring device shown in Fig. 5, and the electron emission efficiency was measured while maintaining the anode voltage at 1 kV and setting the distance H between the anode and the electron emitting device to 2 mm.

우선, 탄소 또는 탄소 합성물이 새로이 피착되는 것을 방지하기 위해 진공 용기로부터 유기 물질이 배기되었다. 장치의 특성이 장치로부터 유출되는 오일에 의해 영향받지 않도록, 오일을 사용하지 않는 수착 펌프가 진공 용기(65)를 진공화시키기 위한 진공 장치(66)으로서 사용되었다. 진공 용기(65) 내의 유기 합성물의 부분압은 탄소 또는 탄소 합성물이 새로이 피착되지 않는 레벨로 조절되었다. 이 단계에서, 진공 용기의 내벽 또는 전자 방출 장치에 의해 흡수된 유기 물질의 분자들의 배기를 용이하게 하기 위해 진공 용기는 200 ℃이상으로 가열되었다.First, organic material was evacuated from the vacuum vessel to prevent new deposition of carbon or carbon composites. In order that the characteristics of the apparatus are not affected by the oil flowing out of the apparatus, an oil-free sorption pump was used as the vacuum apparatus 66 for evacuating the vacuum vessel 65. The partial pressure of the organic compound in the vacuum vessel 65 was adjusted to a level where no carbon or carbon compound was newly deposited. In this step, the vacuum vessel was heated to 200 ° C. or higher to facilitate the evacuation of molecules of the organic material absorbed by the inner wall of the vacuum vessel or the electron emitting device.

그 결과, 도 6에 도시된 장치 전류 If와 방출 전류 Ie간의 관계가 얻어졌다. 초기값을 각각 If, Ie, η라하고 If에 대한 Ie의 비율을 전자 방출 효율 η로 정의할 때, Vf 및 Va를 각각 15V 및 1 kV로 고정한채 전자가 방출되는 상태에서 시간에 따른 초기값의 변동이 측정되었다.As a result, the relationship between the device current If and the discharge current Ie shown in FIG. 6 was obtained. When the initial values are defined as If, Ie, and η, and the ratio of Ie to If is defined as the electron emission efficiency η, the initial value according to time while the electrons are emitted with Vf and Va fixed at 15 V and 1 kV, respectively. The variation of was measured.

(예 4)(Example 4)

예 4에서, 도 13에 도시된 화상 형성 장치(138)이 예 3에 기술된 방법에 따라 제조되었다. 또한, 기판(121)은 후면판(131)으로도 역할을 한다.In Example 4, the image forming apparatus 138 shown in Fig. 13 was manufactured in accordance with the method described in Example 3. In addition, the substrate 121 also serves as the back plate 131.

우선, 500쌍의 장치 전극(12 및 13)과 100개 쌍의 장치 전극(12 및 13)이 유리 기판(121) 상에 옵셋 프린팅 기법으로 각각 X 방향 및 Y 방향으로 형성되었다.(도 24a) 후속해서, 전극(121)에 접속될 500개의 와이어(122)가 스크린 프린팅 방법에 의해 X 방향으로 형성되었다(도 24b) 100개의 절연층(124)가 스크린 프린팅 방법에 의해 X 방향과 실질적으로 수직하게 형성되었다.(도 24c) 1000개의 와이어가 절연층(124) 상에 Y 방향으로 형성되어 전극(13)에 접속되었다(도 25d) 예 3에서와 같이, 장치 전극(12 및 13) 사이의 부분을 전자 방출 수단(51)로부터의 DC 전압과 같은 전자 빔으로 조사하면서 장치 전극(12 및 13) 양단에 전압을 인가하여 탄소막(15)이 도 23에 도시된 바와 같이 형성되었다.(도 25e 및 23) 상술한 공정을 통해 전자 소스가 형성되었다.First, 500 pairs of device electrodes 12 and 13 and 100 pairs of device electrodes 12 and 13 were formed on the glass substrate 121 in the X direction and the Y direction by the offset printing technique, respectively (FIG. 24A). Subsequently, 500 wires 122 to be connected to the electrode 121 were formed in the X direction by the screen printing method (FIG. 24B) 100 insulating layers 124 were substantially perpendicular to the X direction by the screen printing method. (FIG. 24C) 1000 wires were formed on the insulating layer 124 in the Y direction and connected to the electrode 13 (FIG. 25D), as in Example 3, between the device electrodes 12 and 13; The carbon film 15 was formed as shown in Fig. 23 by applying a voltage across the device electrodes 12 and 13 while irradiating the portion with an electron beam such as a DC voltage from the electron emitting means 51. Fig. 25E. And 23) an electron source was formed through the above-described process.

후속해서, 도 14a에 도시된 바와 같은 화상 형성 부재로서의 형광 물질이 배치되어 있는 전면판(136) 상에 전자 소스가 위치되었다. 예비 배치 결합 부재를 갖는 외측 프레임(132)가 전자 소스와 전면판 사이에 배치되어 진공하에 프레임을 가열 및 프레싱함으로써 밀봉하였다.Subsequently, an electron source was placed on the front plate 136 in which the fluorescent material as the image forming member as shown in FIG. 14A was disposed. An outer frame 132 with a preliminary placement coupling member was placed between the electron source and the faceplate to seal by heating and pressing the frame under vacuum.

화상 형성 장치(138)이 상술한 공정을 통해 제조되었다.The image forming apparatus 138 was manufactured through the above-described process.

화상 형성 장치가 도 15에 도시된 구동 회로에 접속되어 구동될 때, 장시간 동안 일정하게 안정하며 높은 휘도를 갖는 화상을 디스플레이 할 수 있었다.When the image forming apparatus was driven by being connected to the driving circuit shown in Fig. 15, it was possible to display an image having a stable and high luminance for a long time.

(예 5)(Example 5)

예 5에서, 도 13에 도시된 화상 형성 장치(138)이 예1의 방법에 따라 제조되었다. 또한, 예 5에서, 기판(121)은 후면판(131)로서의 역할도 한다.In Example 5, the image forming apparatus 138 shown in Fig. 13 was manufactured in accordance with the method of Example 1. In addition, in Example 5, the substrate 121 also serves as the back plate 131.

우선, 500쌍의 장치 전극(12 및 13)과 1000쌍의 장치 전극(12 및 13)이 옵셋 프린팅 방법에 의해 유리 기판(121) 상에 각각 X 및 Y 방향으로 형성되었다.(도 24a) 후속해서, 전극(122)에 접속될 500개의 와이어(122)가 스크린 프린팅 방법에 의해 X 방향으로 형성되었다.(도 24b) 1000개의 절연층(124)가 스크린 프린팅 방법에 의해 X 방향과 실질적으로 수직한 방향으로 형성되었다(도 24c) 1000개의 와이어(123)이 절연층(124) 상에 Y 방향으로 형성되어 전극(13)에 접속되었다.(도 26d). 잉크젯 방법에 의해 장치 전극(12 및 13) 사이에는 전기 도전막(14)가 형성되었다.(도 26e) 예 1에서와 같이, 형성 단계에서 장치 전극(12 및 13)에 전압을 가하여 장치 전극(12 및 13) 사이의 부분에 갭(16)이 형성되었다.(도 26f) 장치 전극(12 및 13) 사이의 부분에 전자 방출 수단(51)로부터의 DC 전압과 같은 전자빔을 조사하면서 장치 전극(12 및 13)에 전압을 인가하여 도 2a 내지 2d와 도 4에 도시된 바와 같이 탄소막(150가 형성되었다. 전자 빔 소스가 상술한 공정을 통해 제조되었다.First, 500 pairs of device electrodes 12 and 13 and 1000 pairs of device electrodes 12 and 13 were formed on the glass substrate 121 in the X and Y directions, respectively, by an offset printing method (FIG. 24A). Thus, 500 wires 122 to be connected to the electrode 122 were formed in the X direction by the screen printing method. (FIG. 24B) 1000 insulating layers 124 were substantially perpendicular to the X direction by the screen printing method. It formed in one direction (FIG. 24C). 1000 wires 123 were formed in the Y direction on the insulating layer 124, and were connected to the electrode 13. (FIG. 26D). An electrically conductive film 14 was formed between the device electrodes 12 and 13 by the inkjet method. (FIG. 26E) As in Example 1, in the forming step, a voltage was applied to the device electrodes 12 and 13 to form a device electrode ( A gap 16 was formed in the portion between 12 and 13 (FIG. 26F). The portion of the device electrode (Fig. 26F) was irradiated with an electron beam such as a DC voltage from the electron emission means 51 to the portion between the device electrodes 12 and 13. 12 and 13 were applied to form a carbon film 150 as shown in Figs. 2A to 2D and Fig. 4. An electron beam source was produced through the above-described process.

후속해서, 전자 빔은, 도 14a에 도시된 바와 같은 화상 형성 부재로서의 형광 물질이 배치되어 있는 전면판(136)에 위치하였으며, 예비 배치를 갖는 외측 프레임(132)가 전자 소스 및 전면판 사이에 배치되었고 진공하에서 프레임을 가열 및 프레싱하여 밀봉하였다.Subsequently, the electron beam was placed on the front plate 136 in which the fluorescent material as the image forming member is disposed, as shown in FIG. 14A, with an outer frame 132 having a preliminary arrangement between the electron source and the front plate. Placed and sealed by heating and pressing the frame under vacuum.

화상 형성 장치(138)이 상술한 절차에 따라 제조되었다.The image forming apparatus 138 was manufactured in accordance with the above-described procedure.

화상 형성 장치가 도15에 도시된 구동 회로에 접속되어 구동될 때, 장치는 장시간동안 안정된 고휘도의 균일 화상을 디스플레이 할 수 있다.When the image forming apparatus is driven in connection with the driving circuit shown in Fig. 15, the apparatus can display a uniform, high brightness uniform image for a long time.

본 발명에 따라 제조된 전자 방출 장치의 제조 방법은 낮은 저항을 가지며 높은 균일성을 갖는 탄소막을 형성할 수 있는데, 이는 본 발명의 방법이 주성분으로서 탄소를 갖는 탄소막을 충분한 전자로 조사하면서 형성할 수 있도록 허용하기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 제조 방법은 초기 전자 방출 효율을 향상시키며, 구동중에 전자 방출 영역으로부터 방출된 전자로 탄소막을 조사할 때에도 탄소막의 물리적 특성이 변경되는 것을 제한하여, 전자 방출 효율의 변동이 없는 전자 방출 장치를 제조하는 것을 가능하게 해준다.The manufacturing method of the electron emitting device manufactured according to the present invention can form a carbon film having a low resistance and high uniformity, which can be formed while the method of the present invention irradiates a carbon film having carbon as a main component with sufficient electrons. Because it allows. Therefore, the manufacturing method according to the present invention improves the initial electron emission efficiency and limits the change in the physical properties of the carbon film even when irradiating the carbon film with electrons emitted from the electron emission region during driving, thereby preventing the variation in the electron emission efficiency. Makes it possible to manufacture electron emitting devices.

따라서, 본 발명은 안정적이고 균일하며 높은 전자 방출 효율을 갖는 전자 소스의 제공과, 이 전자 소스를 사용한 고휘도의 신뢰성있는 화상 형성 장치를 제조하는 것을 가능하게 한다.Therefore, the present invention makes it possible to provide an electron source which is stable, uniform and has high electron emission efficiency, and to manufacture a high brightness and reliable image forming apparatus using the electron source.

Claims (16)

전자 방출 장치 제조 방법에 있어서,In the electron emitting device manufacturing method, 제2 갭을 갖는 도전성 부재를 기판 상에 배치하는 단계;Disposing a conductive member having a second gap on the substrate; 탄소 화합물을 포함하는 분위기에서 상기 도전성 부재로부터 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터의 전자 빔으로 적어도 상기 제2 갭을 조사하는 단계; 및Irradiating at least said second gap with an electron beam from an electron emitting means disposed away from said conductive member in an atmosphere comprising a carbon compound; And 상기 탄소 화합물을 포함하는 분위기에서 상기 도전성 부재에 전압을 인가하는 단계Applying a voltage to the conductive member in an atmosphere containing the carbon compound 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.Method of manufacturing an electron emission device comprising a. 전자 방출 장치 제조 방법에 있어서,In the electron emitting device manufacturing method, 제2 갭이 개재된 제1 및 제2 도전성 부재를 기판 상에 배치하는 단계;Disposing a first and a second conductive member having a second gap thereon on the substrate; 탄소 화합물을 포함하는 분위기에서 상기 도전성 부재로부터 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터의 전자 빔으로 적어도 상기 제2 갭을 조사하는 단계; 및Irradiating at least said second gap with an electron beam from an electron emitting means disposed away from said conductive member in an atmosphere comprising a carbon compound; And 상기 탄소 화합물을 포함하는 분위기에서 상기 제1 및 제2 도전성 부재 양단에 전압을 인가하는 단계Applying a voltage across both the first and second conductive members in an atmosphere containing the carbon compound 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.Method of manufacturing an electron emission device comprising a. 전자 방출 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of an electron emitting device, 제2 갭을 갖는 도전성 부재를 기판 상에 배치하는 단계;Disposing a conductive member having a second gap on the substrate; 상기 도전성 부재에 전압을 인가하면서 탄소 화합물을 포함하는 분위기내에서 상기 도전성 부재로부터 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터의 전자 빔으로 적어도 상기 제2 갭을 조사하는 단계Irradiating at least the second gap with an electron beam from an electron emitting means disposed away from the conductive member in an atmosphere containing a carbon compound while applying a voltage to the conductive member 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.Method of manufacturing an electron emission device comprising a. 전자 방출 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of an electron emitting device, 제2 갭이 개재된 제1 및 제2 도전성 부재를 기판 상에 배치하는 단계;Disposing a first and a second conductive member having a second gap thereon on the substrate; 상기 제1 및 제2 도전성 부재에 전압을 인가하면서 탄소 화합물을 포함하는 분위기내에서 상기 도전성 부재로부터 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터의 전자 빔으로 적어도 상기 제2 갭을 조사하는 단계Irradiating at least said second gap with an electron beam from an electron emitting means disposed away from said conductive member in an atmosphere containing a carbon compound while applying voltage to said first and second conductive members 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.Method of manufacturing an electron emission device comprising a. 전자 방출 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of an electron emitting device, 제2 갭을 갖는 도전성 부재를 기판 상에 배치하는 단계;Disposing a conductive member having a second gap on the substrate; 전압이 상기 도전성 부재에 인가되는 주기내에서 탄소 화합물을 포함하는 분위기내에서 상기 도전성 부재로부터 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터의 전자 빔으로 적어도 상기 제2 갭을 조사하는 단계Irradiating at least the second gap with an electron beam from an electron emitting means disposed away from the conductive member in an atmosphere containing a carbon compound in a period in which a voltage is applied to the conductive member 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.Method of manufacturing an electron emission device comprising a. 전자 방출 장치의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of an electron emitting device, 제2 갭이 개재된 제1 및 제2 도전성 부재를 기판 상에 배치하는 단계;Disposing a first and a second conductive member having a second gap thereon on the substrate; 전압이 상기 제1 및 제2 도전성 부재 양단에 인가되는 주기내에서 탄소 화합물을 포함하는 분위기내에서 상기 도전성 부재로부터 떨어져서 배치된 전자 방출 수단으로부터의 전자 빔으로 적어도 상기 제2 갭을 조사하는 단계Irradiating at least the second gap with an electron beam from an electron emitting means disposed away from the conductive member in an atmosphere containing a carbon compound in a period in which a voltage is applied across the first and second conductive members. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.Method of manufacturing an electron emission device comprising a. 제1항, 제3항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2 갭을 갖는 상기 도전성 부재는 한 쌍의 전극을 서로 접속시키고 그 일부에 상기 제2 갭을 갖는 도전막인 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.6. The electron emission of claim 1, 3 or 5, wherein the conductive member having the second gap is a conductive film connecting a pair of electrodes to each other and having the second gap in a part thereof. Device manufacturing method. 제2항, 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 도전성 부재는 상기 제2 갭이 개재되어 배치된 한 쌍의 전극인 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.The method of manufacturing the electron emission device according to claim 2, 4 or 6, wherein the conductive member is a pair of electrodes disposed with the second gap interposed therebetween. 제2항, 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 도전성 부재는 각각 떨어져서 배치된 제1 및 제2 전극에 접속되며 상기 제2 갭이 개재되어 배치된 제1 도전성 막 및 제2 도전성 막인 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.The said conductive member is a 1st conductive film and a 2nd conductive film which are connected to the 1st and 2nd electrode arrange | positioned separately, respectively, and the said 2nd gap is interposed. A method of manufacturing an electron emitting device. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가된 전압은 펄스형 전압인 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.7. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein said applied voltage is a pulsed voltage. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 빔은 1keV 보다 크고 20keV보다 적은 에너지 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치 제조 방법.7. A method according to any one of the preceding claims, wherein the electron beam has an energy level of greater than 1 keV and less than 20 keV. 복수의 전자 방출 장치를 갖는 전자원의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the electron source which has a some electron emission device, 상기 전자 방출 장치는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전자원의 제조 방법.The method of manufacturing an electron source, wherein the electron emission device is manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 6. 전자원 및 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 전자원은 제12항에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치의 제조 방법.A manufacturing method of an image forming apparatus having an electron source and an image forming member, wherein the electron source is manufactured by the manufacturing method according to claim 12. 탄소막을 갖는 전자 방출 장치에 있어서, 상기 탄소막은 0.001Ωm 이하의 비저항(specific resistance)을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출 장치.An electron emission device having a carbon film, wherein the carbon film has a specific resistance of 0.001 dBm or less. 복수의 전자 방출 장치를 갖는 전자원에 있어서, 상기 전자 방출 장치는 제14항에 따른 전자 방출 장치인 것을 특징으로 하는 전자원.An electron source having a plurality of electron emission devices, wherein the electron emission device is the electron emission device according to claim 14. 전자원 및 화상 형성 부재를 갖는 화상 형성 장치에 있어서, 상기 전자원은 제15항에 따른 전자원인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.An image forming apparatus having an electron source and an image forming member, wherein the electron source is the electron source according to claim 15.
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